Novel high boron composite material with SMART matrix for tribological applications

Výzva	Podpora excelentných projektov Horizontu Európa
Hlavný riešiteľ	Františka Dorčáková
Prijímateľ	Ústav materiálového výskumu SAV, v.v.i.
Celkový rozpočet	149 219,52 €
Príspevok poskytovateľa	149 219,52 €
Zdroj financovania	Plán obnovy a odolnosti
Začiatok realizácie	júl 2024
Koniec realizácie	jún 2026

Anotácia

Opotrebenie funkčných častí strojov a mechanizmov má negatívny dopad najmä na hospodársky rast industriálnych krajín, ktorých ekonomika je založená na vysoko technologickom a inovatívnom priemysle. Výmena opotrebených častí rôznych strojov znižuje ich efektivitu a vedie finančným, energetickým a ekologickým stratám. V tejto súvislosti je vývoj pokročilých materiálov s predĺženou životnosťou, vysoko odolných voči opotrebeniu, stále aktuálny, a to aj vzhľadom na zintenzívnenie výrobných procesov. Napriek nepopierateľným úspechom v tejto oblasti, stále existujú otvorené úlohy, ktoré je potrebné riešiť, aby sa plne využili vnútorné rezervy materiálov na zlepšenie ich odolnosti voči opotrebeniu. Primárnym cieľom projektu je vývoj novej kovovo-keramickej zliatiny s kompozitnou štruktúrou odolnou voči opotrebeniu (oteru, erózii, adhézii, abrázii). Dizajn takého to materiálu bude založený na „hybridnej“ multikomponentnej koncepcii za účelom dosiahnutia synergického efektu prostredníctvom rôznych metalurgických a materiálových postupov používaných pre pokročilé zliatiny odolné voči opotrebeniu, a to: (a) viaczložkové legovanie, (b) pridávanie vyššieho množstva bóru pre čiastočnú náhradu uhlíka v zliatinách Fe-C (koncept liatiny s vysokým obsahom bóru) a (c) vytvorenie SMART modifikovanej matrice, za účelom dosiahnutie vysokej adaptability v podmienky extrémneho opotrebovania v dôsledku premeny martenzitu vyvolanou deformáciou. Predpokladá sa, že budú vytvorené viacfázové štruktúry v kombinácií so super tvrdými nestechiometricky spevnenými kovokeramickými časticami distribuovanými v tvrdej SMART matrici dobre prispôsobiteľnej podmienkam opotrebovania tak, aby sa minimalizovala deštrukcia povrchu. Takáto štruktúra zabezpečí pokročilé tribologické vlastnosti a výrazne zlepšenú životnosť nami navrhnutých materiálov. Zároveň sa budú vyvíjať aj technológie objemových a povrchových úprav podpovrchových štruktúry zliatin s inovatívnym dizajnom, aby sa optimalizovali ich tribologické a oterovzdorné vlastnosti v závislosti od podmienok používania. Projekt je relevantný pre ťažobný/ropný/plynový priemysel, hutníctvo, cementárstvo, energetiku a ďalšie priemyselné odvetvia, ktoré čelia problémom silného abrazívneho/erozívneho opotrebenia.