В России открыли уникальный высокоэнтропийный металлический сплав. Его особенность заключается в высокой степени прочности. Кроме того, он будет пользоваться популярностью при разработке газотурбинных двигателей нового поколения для авиации. Об этом сообщили РИА Новости.
Сплав создали специалисты Белгородского государственного национального исследовательского университета (БелГУ). Как рассказал научный сотрудник лаборатории объемных наноструктурных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий БелГУ Никита Юрченко, именно многокомпонентная природа сплава, равно как и взаимосвязь его составных элементов, позволили при всей его прочности сохранить пластичность материала.
«Благодаря уникальному сочетанию характеристик прочности и пластичности наш сплав будет востребован для создания лопаток и дисков газотурбинных двигателей. Сегодня мы продолжаем исследования эксплуатационных характеристик нового материала, на основании которых предметно оценим перспективы его дальнейшего практического применения», — отметил Юрченко.
Отмечается, что современные газотурбинные двигатели должны быть энергоэффективными. Этого нельзя достичь, если использовать в качестве материалов для таких двигателей никелевые и титановые сплавы. Так, за последнее время на первый план вышли тугоплавкие высокоэнтропийные сплавы.
В России создан уникальный сплав для авиадвигателей нового поколения
Как правило, они состоят из четырех-пяти и более тугоплавких металлов, включая алюминий и кремний, взятые в равной степени. Последние могут похвастаться исключительной прочностью при экстремально высоких температурах.
Однако, как подчеркивают эксперты, значительная часть этих сплавов мало пластична при комнатной температуре. Более того, перед их структурой и свойствами бессильными оказываются и традиционные технологические методы, как, например, термическая обработка.
Впрочем, выход из ситуации обнаружили ученые БелГУ. Разработанный ими тугоплавкий высокоэнтропийный сплав одновременно прочный и пластичный, что делает его уникальным.
Научный сотрудник Юрченко поделился, что их материал состоит из титана, ниобия, гафния и алюминия. А его механические свойства могут быть точно «настроены» в процессе простой термической обработки.
В России создан уникальный сплав для авиадвигателей нового поколения
«Например, для получения пластичного состояния необходимо провести высокотемпературный отжиг. В свою очередь, последующий отжиг при более низкой температуре повышает прочность сплава на 50 процентов при комнатной и повышенной температурах без значительной потери пластичности», — поделился Юрченко.
О том, как можно улучшить свойства сплавов, состоящих из нескольких элементов, ученые БелГУ рассказали в конце августа. Тогда специалисты увеличили прочность одного из сплавов титана в 3,5 раза и добились повышения его пластичности на треть.
Этим вопросом в БелГУ занимались несколько лет. Ученые пытались выяснить, почему наиболее тугоплавкие версии подобных сплавов — не очень пластичны, а также — по какой причине они быстрее разрушаются под действием нагрузок.
В России создан уникальный сплав для авиадвигателей нового поколения
Федеральное агентство новостей / Виктор Сухоруков
Так, исследователи пришли к выводу, что если добавить к существующему сплаву небольшое количество олова и тантала и убрать из него ниобий, то его прочность можно улучшить. Последующие опыты продемонстрировали, что сплавы оказались гораздо пластичнее и лучше переносили нагрузки.
Как отметили тогда в БелГУ, механические свойства будущих версий будут еще лучше. В среду, 14 октября, ученым удалось это доказать.
