[О.Р. Валиахметов, Р.М. Галеев, В.А. Иванько, Р.М. Имаев, А.А. Иноземцев, Н.Л. Кокшаров, А.А. Круглов, Р.Я. Лутфуллин, Р.Р. Мулюков, А.А. Назаров, Р.В. Сафиуллин, С.А. Харин. Использование наноструктурных материалов и нанотехнологий для создания полых конструкций. Российские нанотехнологии, 2009. т.4, №11-12, с. 56-65].

Разработаны методы изготовления пустотелых конструкций повышенной жесткости из титановых сплавов для аэрокосмической техники, основанные на совмещении сварки давлением со сверхпластической формовкой и использовании наноструктурных материалов.

Сложнопрофильные изделия из титановых сплавов типа полых лопаток вентилятора являются ключевыми элементами конструкции турбореактивных авиационных двигателей нового поколения. Единственным методом изготовления таких конструкций является метод, основанный на совмещении диффузионной сварки и сверхпластической формовки. Эти технологические операции с ныне применяемым промышленным сплавом титана ВТ6 с размером зерен в несколько микрометров проводятся при температуре около 900°С, при которой на поверхности сплавов образуется так называемый альфированный хрупкий слой, удаление которой является отдельной трудоемкой и экологически вредной операцией. При этом, английская фирма Rollse-Royce является единственным в мире производителем полых лопаток вентилятора авиационных двигателей по этой технологии.
Существенное снижение температур сварки давлением и сверхпластической формовки достигается путем использования листовых полуфабрикатов с наноразмерной структурой. В этом случае диффузионная сварка и сверхпластическая формовка производятся при значительно более низкой температуре (Т<750 °C). Это позволяет, с одной стороны, уйти от трудоемких работ, связанных с удалением альфированного слоя с поверхности изготовленного полуфабриката, а с другой, способствует более длительной эксплуатации штамповой оснастки.

Впервые в мировой практике при пониженной температуре, составляющей 750 °С, экспериментально изготовлена гофровая конструкция плоского образца-модели полой вентиляторной лопатки авиационного двигателя из промышленного титанового сплава ВТ6 с внутренним наполнителем, изготовленным из наноструктурированного материала.

Рисунок 1 - Гофровая конструкция (плоский образец полой лопатки) с наполнителем из наноструктурного титанового сплава, изготовленная при температуре Т=750 °С

В настоящее время ИПСМ РАН совместно с ОАО «Авиадвигатель» изготовлен опытный образец (уменьшенная копия) полой лопатки вентилятора. Исследовательски-конструкторский консорциум работает над созданием технологии изготовления полномасштабной широкохордной полой лопатки вентилятора для авиационных турбореактивных двухконтурных двигателей нового поколения с использованием наноструктурного титановогосплава. Как предполагается, это обеспечит не только повышенные эксплуатационные свойства изделия, но и существенно облегчит процесс его изготовления.

Учреждение Российской академии наук Институт проблем сверхпластичности металлов РАН