ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ Опыт в выполнении НИОКР, реализации инновационных проектов и подготовке кадров Д.т.н., проф., зав. каф. «Сварочное, литейное производство и материаловедение» Розен А.Е Д.т.н., проф., зав. каф. «Сварочное, литейное производство и материаловедение» Розен А.Е.

2 Всего по программам высшего профессионального образования в университете и его филиалах обучается около 16,7 тыс. студентов (в т.ч. около 9,5 тыс. по очной форме). Структура распределения реализуемых специальностей по образовательным областям: Головной вуз включает 3 института, 12 факультетов, в состав которых входят 70 кафедр. Реализуется под- готовка по 64 специальнос- тям и 17 направлениям. По 11 направлениям ведется подготовка магистров

3 Лепестковая диаграмма аккредитационных показателей

Технологическая платформа 4 «Разработка инновационных технологий получения многофункциональных и конструкционных композиционных материалов, покрытий и способов их неразрушающего контроля» Цель создание теоретических и экспериментальных основ формирования структуры и свойств многофункциональных и конструкционных композиционных керамических, керамико-металлических, много- слойных и высокомодульных металлических материалов, покрытий и интеллектуальных поверхностей, разработка инновационных техно- логий их получения с применением ударно-волновых методов обра- ботки, сверхвысокотемпературного синтеза, микродугового оксиди- рования, газодинамического напыления, а также неразрушающего способа контроля с использованием метода электронной спекл- интерферометриии.

5 Вид деятельности Наименование работыПодтверждающие документыЗаказчик НИР"Разработка микродуговых методов формирования многофункциональных композиционных материалов для создаваемых и модернизируемых образцов вооружений и военной техники" госконтракт 1299 от г. Министерство обороны РФ НИР"Разработка научных основ получения сваркой взрывом многослойных композиционных металлических материалов для создаваемых и модернизируемых образцов вооружений, военной и специальной техники" госконтракт 1385 от г. Министерство обороны РФ НИРшифр "Гагара-М"госконтракт 1519 от г. Министерство обороны РФ НИРшифр "Янка"госконтракт 1591 от г. Министерство обороны РФ НИОКРшифр "БК контейнер"госконтракт г. Министерство обороны РФ НИОКР"Изготовление промышленного образца установки для электрохимической обработки зубных протезов и имплантатов" госконтракт 5560р/6648 от г. Фонд содействия развитию малых форм предприятий в научно- технической сфере грант президента РФ "Разработка теоретических и технологических основ получения композиционных материалов нового поколения микродуговым оксидированием" договор – МК от г. Роснаука НИР"Разработка комплексной интегрированной системы промышленной безопасности взрывоопасных производств и на транспорте" ФЦП госконтракт от Министерство промышленности и торговли РФ ОКР"Разработка технологий, обеспечивающих ликвидацию различных химически опасных отходов, находящихся на территории накопителей, свалок и захоронений, на основе методов сверхкритического водного окисления и пиролиза в восстановительной среде без процесса горения" ФЦП госконтракт от г. Министерство промышленности и торговли РФ НИР"Исследование свойств композиционных материалов, полученных микродуговым оксидированием (МДО)" госконтракт 1615 от г. Федеральное агентство по образованию НИР"Разработка научных основ электронной спекл-интерферометрии для контроля качества многофункциональных композиционных материалов" АВЦП Рособразования Р (Мероприятие 1 – фундаментальные исследования) Министерство образования и науки РФ НИР"Формирование научного подхода и разработка технологии композиционных армированных металлических высокопрочных и высокомодульных материалов для авиационной техники" ФЦП госконтракт , Министерство образования и науки РФ НИР"Разработка теоретических основ новых многослойных металлических материалов повышенной коррозионной стойкости" Министерство образования и науки РФ

Новый материал повышенной коррозионной стойкости Увеличивает эксплуатацию оборудования от 5 до 15 раз. Увеличивает эксплуатацию оборудования от 5 до 15 раз. Позволяет контролировать коррозионные процессы Позволяет контролировать коррозионные процессы Включает в себя минимальное количество дорогостоящих компонентов Включает в себя минимальное количество дорогостоящих компонентов 6 Микроструктура образца с искусственным питтингом

Техническое решение на создание нового класса коррозионностойких материалов 7 Заявка на международный патент отмечена: 1. дипломом и золотой медалью «Innovation for investments to the future» (Нью- Йорк, февраль, 2010); 1. дипломом и золотой медалью «Innovation for investments to the future» (Нью- Йорк, февраль, 2010); 2. дипломом «Сто лучших товаров Пензенской области» (Пенза, май, 2010) 2. дипломом «Сто лучших товаров Пензенской области» (Пенза, май, 2010) 3. дипломом международного экспофорума «Матрица модернизации» (Москва, июль, 2010). 3. дипломом международного экспофорума «Матрица модернизации» (Москва, июль, 2010).

8 Подготовка к взрывным работам Проведение взрывных работ Получаемый продукт Технология получения крупногабаритных многослойных заготовок повышенной коррозионной стойкости сваркой взрывом ГОУ ВПО ПГУ имеет тридцатилетний опыт работы по получению многослой- ных металлических материалов сваркой взрывом. Объём производимого металла может составлять от 10 до 15 тыс. м 2 в год.

9 Коррозионностойкий материал с «протекторной питтинг – защитой» При испытаниях на изгиб (ГОСТ , РД ) в соответствии с нормативными документам ( ГОСТ Р , ОСТ – 94, ОСТ – 2003 ) угол загиба образца со сварным швом должен составлять не менее 110 град.. По результатам эксперименталь- ных исследований назначены режимы сварки, обеспечивающие достижение угла загиба до параллельности сторон При коррозионных испытаниях (ГОСТ Р , ГОСТ – 85, ГОСТ ) установлено, что ресурс работы в высоко агрессивных растворах многослойного металли- ческого материала с «протекторной питтинг – защитой» повышается от 5 до 15 раз. Микроструктура образца с искусственным питтингом

Армированные материалы с интерметаллидным упрочнением 10 МатрицаZrTiAlMg Армирующий металлFe Cu, TiMn, Ni

11 Анализ напряженного состояния детали Выбор схемы армирования Анализ технологического передела Выбор схемы и определение параметров сварки взрывом Сварка взрывом Операции технологического передела Термическая обработка Готовое изделие Схема технологического процесса

12 Моделирование напряженного состояния армированного материала а б в в в в

13 Материалы, получаемые по технологии самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

14 Методы НК Основные виды выявляемых дефектов ТрещиныРаковиныВключенияРасслоения Повреждения поверхности Непроклей Нарушение адгезии Акустические Радиационные Магнитные Капилярные Вихретоковый Электронная спекл- интерфером Технология спекл-интерферометрии для неразрушающего контроля материалов и покрытий + - выявляемые дефекты - - трудновыявляемые дефекты

Сравнительная характеристика методики электронной спекл- интерферометрии с традиционными методами дефектоскопии Сравнительный показатель УльтразвукРентгенография Спекл- интерферометрия Площадь единовременного охвата исследуемой поверхности до 0,01 м2до 1 м2до 10 м2 Минимальный размер выявляемого дефекта 0,5 мм2 0,001 мм2 Среднестатистический показатель количества выявляемых дефектов в материалах до 40%до 60%до 95 % Возможность определения глубины залегания дефекта в многослойном композиционном материале нет да Возможность дистанционного проведения контроля нет да Возможность проведения контроля в цикле эксплуатации оборудования данетда

16 Кореляционная спекл-интерферометрия Достоинство 1) Возможность измерения без предварительной подготовки поверхности. 2) Измерения проводятся без контакта с поверхностью. 3) Высокая степень достоверности. 4) Возможность выявления скрытых дефектов. 5) Возможность контроля материалов любых толщин, как металлов, так и неметаллов. 7) Возможность выявления дефектов в многослойных композиционных материалах. 8) Возможность документировать результаты измерений.

17 Трехслойная сотовая оболочка на стенде голографической установки Интерферограммы, характе - ризующие качество точечных сварных соединений Дефект Перспективы применения технологии спекл-интерферометрии для неразрушающего контроля материалов и покрытий

18 Картины полос, характеризующие качество сварных швов трубчатых элементов эталонная картина полос Материал – нержавеющая сталь; диаметр - 12 мм, толщина стенки – 0,8 мм ДЕФЕКТ концентрация полос в зоне шва с непроваром

19 Перспективы применения технологии спекл-интерферометрии для неразрушающего контроля материалов и покрытий Исследование качества внутренней структуры ячеистой панели, выполненной сверхпластической формовкой в сочетании с диффузионной сваркой Исследование авиационной турбины Исследование вибраций во вращающемся диске

20 Технология микродугового оксидирования Метод позволяет получать на поверхности металлов и их сплавов многофунгкциональные покрытия толщиной до 200 мкм, обладающих комплексом практически важных свойств: - антикоррозионные покрытия, снижающие интенсивность контактной коррозии в 2…5 раз; - износостойкие покрытия (обладающие микротвердостью до 2500 МПа); - светопоглащающие покрытия (более 80%); - светоотражающие покрытия (более 80%); - защитные покрытия от терморазрушения (низкая теплопроводность – от 0,2 до 2,0 Вт/м·К); - термостабильные покрытия (не утрачивающие своих первоначальных свойств до 900…1000 о С); - электроизоляционные покрытия (электрическое сопротивление до 6х10 14 Ом, электрическая прочность до 40 кВ/мм, пробивное напряжение до 3 кВ на переменном токе и до 4 кВ на постоянном токе, удельное электросопротивление до 4х10 13 Ом·м; - декоративные свойства. AlAl 2 O 3 Mg Ti MgO TiO 2 ZrZrO 2 Проточная вода Схема процесса

21 Панель нагревательного элемента главного зеркала телескопа Т-170 (АМц) Элемент запорной арматуры для химической промышленности (АМг) Корпус датчика давления (Э110) Элементы датчиковой аппаратуры (Al -, Ti - и Zr - сплавы ) Изделия, полученные по технологии микродугового оксидирования

22 Изделия медицинской техники Микроструктура покрытия тазобедренных имплантатов Инструменты и приспособления Дентальный имплантат

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ ! Зав. каф.: д.т.н., проф. Розен Андрей Евгеньевич 23 ГОУ ВПО «Пензенский государственный университет» , Россия, г. Пенза, ул. Красная, д. 40 Ректор: Заслуженный деятель науки РФ, д.т.н., проф. Волчихин Владимир Иванович Телефон: (841-2) Факс: (841-2) Телефон: (841-2) Факс: (841-2)