Учёные НГТУ создали модифицированную нержавеющую сталь с помощью 3D-печати
Учёные Нижегородского государственного технического университета имени Р. Е. Алексеева разработали способ получения слоистой нержавеющей стали с улучшенными механическими свойствами методом аддитивного выращивания. 17 августа 2026 года Федеральная служба по интеллектуальной собственности выдала на изобретение патент № 2865613 «Послойно-модифицированная нержавеющая сталь, полученная аддитивным выращиванием».
Авторами разработки стали сотрудники НГТУ Максим Аносов, Юрий Кабалдин, Михаил Чернигин и Анатолий Баевский. Изобретение относится к порошковой металлургии и аддитивным технологиям и предназначено для изготовления слоистой нержавеющей аустенитной стали с повышенными механическими характеристиками.
В основе технологии лежит чередование обычных слоёв стали со слоями, модифицированными наноразмерными частицами титана и карбида титана. Размер используемых частиц составляет от 50 до 100 нанометров, а их содержание — от 0,1 до 0,4 процента по массе.
При аддитивном выращивании металл послойно наносится в соответствии с трёхмерной моделью будущей детали. Исследователи используют этот принцип не только для формирования геометрии изделия, но и для управления его внутренней структурой. В расплав формируемого металла в заданной последовательности вводятся наночастицы титана и карбида титана, благодаря чему отдельные слои получают модифицированные свойства.
По словам одного из авторов разработки, заместителя директора Института промышленных технологий машиностроения НГТУ по научной работе и руководителя гранта Российского научного фонда Максима Аносова, такая технология позволяет создавать слоистые нержавеющие стали с повышенными эксплуатационными характеристиками. Чередование обычных и модифицированных слоёв обеспечивает повышение предела прочности и относительного удлинения материала.
Нержавеющие стали представляют собой большую группу хромистых, хромоникелевых и хромомарганцевоникелевых сплавов, содержащих более 12 процентов хрома. Именно хром обеспечивает повышенную устойчивость материала к коррозии и позволяет сохранять металлические свойства при воздействии атмосферы.
Новизна запатентованной технологии заключается не просто в послойном формировании изделия, а в целенаправленном изменении состава отдельных слоёв. В результате свойства материала можно распределять по сечению детали в зависимости от предъявляемых к ней требований. Это позволяет локально повышать прочность отдельных участков, сохраняя при этом коррозионную стойкость нержавеющей стали.
Такой подход расширяет возможности аддитивного производства, поскольку 3D-печать используется не только для получения детали сложной формы, но и для формирования заданной структуры материала непосредственно в процессе её изготовления.
Разработку планируется применять в промышленном оборудовании и машиностроении, где одновременно требуются высокая прочность и коррозионная стойкость. Потенциальными областями использования также являются энергетика, химическая и нефтегазовая промышленность, включая производство агрегатов, трубопроводов, ёмкостей, компрессоров и клапанов, работающих в агрессивных средах.
Технология может быть востребована в авиационно-космической промышленности и судостроении, особенно при изготовлении крупногабаритных конструкций. Ещё одним направлением может стать производство тяжёлого оборудования и транспортной техники, предназначенных для эксплуатации в арктических и других экстремальных условиях.
Отдельный интерес разработка представляет для аддитивного производства крупных металлических деталей методом WAAM — дугового аддитивного выращивания с использованием металлической проволоки. Такая технология позволяет быстро формировать крупные изделия, а послойная модификация даёт возможность изменять свойства материала непосредственно в разных участках детали.
По мнению Максима Аносова, практический эффект разработки заключается в расширении возможностей производства крупных деталей из нержавеющей стали с улучшенным сочетанием прочности и пластичности. Повышение эксплуатационных характеристик таких изделий потенциально может снизить частоту ремонтов, увеличить надёжность оборудования и продлить срок службы конструкций.