В Университете МИСИС создан «кроссоверный» износостойкий сплав для энергетики и машиностроения

Ученые НИТУ МИСИС разработали новый литейный алюминиевый сплав, сочетающий высокую прочность, коррозионную и износостойкость. Материал перспективен для отраслей, где требуются стабильные свойства металла при повышенных температурах, — машиностроения, энергетики и других высокотехнологичных сфер.

Традиционно алюминиевые сплавы делятся на те, что обладают хорошими литейными качествами, но недостаточно прочны, и те, что выдерживают нагрузки и нагрев, но склонны к трещинам или быстрому износу. Исследователи МИСИС объединили преимущества разных групп в одной композиции на основе алюминия с добавлением цинка, магния, меди, циркония, хрома и редкоземельного иттрия. Такие решения получили название «кроссоверных» сплавов.

«Мы сформировали в структуре сплава особую комбинацию фаз и наночастиц, которые упрочняют материал и повышают его стабильность при нагреве. Это позволяет создавать легкие и надежные изделия без компромиссов между прочностью, долговечностью и технологичностью», — пояснил доцент кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС, к.т.н. Андрей Поздняков.

Роль иттрия и ключевые свойства
Иттрий в составе сплава выполняет двойную функцию: улучшает литейные свойства, снижая риск дефектов при затвердевании, и способствует формированию термостойких частиц, предотвращающих разрушение структуры при высоких температурах и длительной эксплуатации.

После термообработки новый сплав демонстрирует:

• высокую прочность при комнатной температуре;
• стабильность механических свойств при нагреве до 200 °C, что сопоставимо или превосходит характеристики промышленных аналогов;
• повышенную коррозионную стойкость в агрессивных средах;
• высокую износостойкость при трении.

Материал сохраняет низкую плотность и умеренный коэффициент теплового расширения, что снижает риск деформаций при температурных перепадах. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds (Q1).

«В перспективе сплав может быть востребован для ответственных литых деталей, работающих при повышенных температурах и нагрузках: элементов двигателей, энергетического оборудования, узлов с жесткими требованиями к износо- и коррозионной стойкости», — отметила младший научный сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы» НИТУ МИСИС Мария Главатских.

Работа выполнена при поддержке гранта Российского научного фонда (проект № 22-79-10142).

Источник : пресс-служба Университета МИСИС

Больше новостей в МАХ