В Университете МИСИС предложили новый метод обработки алюминиевого сплава для создания легких авиационных и автомобильных деталей. С помощью механического легирования и горячего прессования исследователи почти вдвое повысили прочность и термостойкость материала. Этот метод позволяет предприятиям масштабировать производство высокопрочных алюминиевых сплавов, снижая затраты за счет эффективного использования материалов и новых технических решений.
Современные деформируемые и литейные алюминиевые сплавы не удовлетворяют требованиям транспортной отрасли, которая нуждается в легких, термически стабильных материалах для работы при высоких нагрузках и температурах. Чтобы решить эту проблему, ученые улучшили свойства алюминиевого сплава, добавив марганец, цирконий и медь, и подвергли его интенсивной механической обработке.
«Основной метод включал измельчение зерен и растворение легирующих элементов с последующей термической обработкой при температуре около 400°C, что привело к формированию наноразмерных частиц вторичных фаз. Сплав сохраняет высокие характеристики при повышенных температурах благодаря дисперсному и зернограничному упрочнению. Горячее прессование и последующая термическая обработка позволили увеличить прочность на 80% и снизить пористость в 6 раз», — сообщила кандидат технических наук Анастасия Михайловская, доцент кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС.
Дисперсные частицы интерметаллидов, сформированные в результате механического легирования и последующей термообработки, значительно улучшили прочностные свойства сплава при повышенных температурах. Результаты исследования были опубликованы в научном журнале Metals (Q2).
«Предложенный сплав превосходит традиционные материалы, включая те, которые содержат дискретные керамические упрочнители, по ряду характеристик. Высокие механические свойства обусловлены наличием нанозеренной и однородной структуры», — поделилась кандидат технических наук Ольга Яковцева, доцент кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС.
В дальнейшем ученые планируют изучить влияние других легирующих элементов на улучшение механических свойств сплава.
«Мы намерены провести дополнительные испытания для оценки усталостных характеристик и предела длительной прочности нового материала», — пояснил кандидат технических наук Андрей Мочуговский, доцент кафедры металловедения НИТУ МИСИС.
Работа была выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 23–19–00791).
Источник : Пресс-служба НИТУ МИСИС
