В России создан уникальный сплав для авиадвигателей нового поколения

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.

В России создали уникальный сплав для авиационных газотурбинных двигателейhttps://t.co/z0r5M55nSl#высокоэнтропийный_сплав pic.twitter.com/85PztRwhtF

— Planet Today (@PlanetTodayRu) October 14, 2020

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.

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.

«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.

????Учёные НИУ «#БелГУ» создали прочные и пластичные многоэлементные сплавы https://t.co/lrULTe7dZM pic.twitter.com/bjGJyfwEoj

— НИУ «БелГУ» (@niu_belgu) August 28, 2020

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.

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.