Ученые НИТУ МИСИС предложили новый метод обработки алюминиевых сплавов для авиации и автомобилестроения
Исследователи Национального исследовательского технологического университета «МИСИС» разработали инновационный метод обработки алюминиевых сплавов, который может привести к значительному повышению прочности и термостойкости материалов, используемых в авиационной и автомобильной промышленности. Новый подход включает механическое легирование и горячее прессование, что позволяет практически удвоить прочность и термостойкость сплавов.
Проблема современных сплавов
Современные деформируемые и литейные сплавы на основе алюминия не всегда удовлетворяют требованиям транспортной отрасли, особенно при эксплуатации в условиях высоких нагрузок и температур. Для эффективной работы в таких условиях необходимы легкие и термически стабильные материалы. Исследователи НИТУ МИСИС предложили решение этой проблемы, улучшив свойства алюминиевого сплава с добавками марганца, циркония и меди.
Технология и результаты
«Основной подход включал измельчение зерен и растворение легирующих элементов с последующей термической обработкой при температуре около 400°C. Это привело к образованию наноразмерных частиц вторых фаз. В результате сплав сохраняет высокие характеристики при повышенных температурах благодаря дисперсионному и зернограничному упрочнению. Горячее прессование и последующая термическая обработка позволили повысить прочность на 80% и снизить пористость в шесть раз».
пояснила Кандидат технических наук, доцент кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС Анастасия Михайловская
Преимущества нового сплава
По словам к.т.н. Ольги Яковцевой, доцента кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС, предложенный сплав превосходит традиционные аналоги, включая те, что упрочнены дискретными керамическими материалами. «Высокие механические свойства обеспечиваются за счет нанозеренной и однородной структуры», — отметила она.
Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Metals (Q2). Они показали, что дисперсные частицы интерметаллидов, образующиеся в процессе механического легирования и термообработки, значительно улучшают прочностные свойства сплава при высоких температурах.
Перспективы и дальнейшие исследования
Исследовательская группа планирует продолжить изучение влияния других легирующих элементов на механические свойства сплавов. «Мы планируем провести дополнительные испытания для оценки усталостных характеристик и предела длительной прочности нового сплава»,
— сообщил к.т.н. Андрей Мочуговский, доцент кафедры металловедения НИТУ МИСИС.
Инновационный метод обработки алюминиевых сплавов, предложенный учеными НИТУ МИСИС, открывает новые возможности для создания легких и прочных материалов, что особенно важно для авиационной и автомобильной отраслей. Новый подход позволяет не только повысить эксплуатационные характеристики сплавов, но и снизить производственные затраты, что может значительно повлиять на развитие этих высокотехнологичных отраслей.
