Ученые НИТУ «МИСИС» разработали многокомпонентный алюминиевый сплав, предназначенный для применения в авиационной и космической отраслях. Материал уникален не только своими исключительными свойствами, но и возможностью использования вторичного сырья для снижения себестоимости производства.
Ключевые преимущества и состав
Новый сплав – это четырехкомпонентное соединение. Его основу, помимо традиционного для авиации алюминия, составляют железо, медь и кальций.
Примечательно, что последний из них ранее всегда считался вредной примесью. Целенаправленное введение кальция и стало революционным шагом, позволившим кардинально изменить внутреннюю структуру материала.
Как победили хрупкость
Главной проблемой при использовании алюминия, особенно полученного из лома, является неизбежное присутствие железа. Обычно оно формирует игольчатые кристаллы, которые делают металл хрупким и ненадежным. Ученые из НИТУ «МИСИС» решили эту проблему.
Добавка кальция инициирует образование особой эвтектической фазы –однородной и равномерной смеси.В новой структуре железо перестает быть разрушительной примесью. Вместо образования хрупких кристаллов оно вступает во взаимодействие с другими компонентами, формируя мельчайшие прочные частицы, которые упрочняют весь сплав.
В результате материал приобретает высокую однородность, плотную кристаллическую решетку без дефектов и становится пригодным для прокатки в листы и сложной обработки.
Конкурентное преимущество и дальнейшие шаги
Новый сплав позиционируется как замена классическому жаропрочному сплаву АК4-1, который требует использования дорогостоящего никеля. Российская разработка демонстрирует сопоставимые или превосходящие характеристики за счет более дешевых компонентов.
На следующем этапе исследований ученые планируют дополнительно усилить материал, введя в его состав марганец, кремний и микродобавки циркония. Это повысит его устойчивость к экстремальным температурам и коррозии.
Сферы применения
Разработанный сплав предназначен для изготовления в авиакосмической отрасли обшивочных панелей и других критически важных деталей.
Благодаря однородной структуре и отсутствию внутренних напряжений материал идеально подходит для 3D-печати крупногабаритных и сложных деталей без риска образования трещин.
Также его применение будет актуальным в машиностроении и других высокотехнологичных отраслях.
Также подписывайтесь на обновления Производства.рф во Вконтакте, Одноклассниках, Телеграме и Дзене.