Учёные создали сверхпрочный «суперсплав», который может изменить металлургию | |
|
Специальный температурный режим может вдвое повысить прочность сплава.
Международная группа ученых разработала новый способ изготовления металлических сплавов, который позволил получить материал с рекордными характеристиками прочности. Как пишет издание ScienceAlert со ссылкой на исследование, опубликованное в журнале Science, ключевую роль играет не только состав сплава, но и то, как именно атомы упорядочиваются в процессе его изготовления. Авторы напоминают, что современная промышленность широко использует металлические сплавы — от авиационной техники до обычных столовых приборов. Традиционно исследователи пытались улучшить их свойства, изменяя химический состав или технологию обработки. Однако новая работа предлагает иной подход. После короткого этапа плавления при высокой температуре учёные охладили сплав до сравнительно низкой температуры 550 °C и выдерживали его от нескольких часов до нескольких суток. Именно такая контролируемая термическая обработка позволила атомам самостоятельно сформировать упорядоченную структуру из более мелких и плотнее расположенных зерен.
Для эксперимента исследователи соединили пять металлов: гафний, ниобий, тантал, титан и цирконий. Наилучшего результата удалось достичь примерно через 32 часа нагрева. Полученный так называемый тугоплавкий высокоэнтропийный сплав оказался вдвое прочнее стали, втрое прочнее алюминия и примерно вдвое превзошел аналогичный сплав, изготовленный традиционным способом. Как рассказывают авторы работы, тщательный контроль процесса позволил сформировать практически бездефектную внутреннюю структуру металла. Именно отсутствие пустот и дефектов между зернами обеспечило исключительные механические свойства материала. В ходе испытаний сплав продемонстрировал предел текучести при сжатии более двух гигапаскалей, при этом сохранив пластичность, то есть способность деформироваться без разрушения. "Благодаря тщательному контролю за тем, как атомы организуются во время обработки, мы смогли создать высокосвязанную структуру с исключительной прочностью и стабильностью", — отметил материаловед Юй Чжан из Чунцинского университета в Китае. По мнению исследователей, предложенная технология может открыть новые возможности для создания материалов с характеристиками, которые ранее считались недостижимыми. Это потенциально позволит производить более эффективные, дешевые и экологичные сплавы для аэрокосмической отрасли, энергетики и других сфер. Несмотря на обнадеживающие результаты, учёные подчеркивают, что исследование лишь открывает новое направление. Следующим шагом станет выяснение причин, по которым атомы формируют именно такую упорядоченную структуру, что поможет усовершенствовать технологию и распространить её на другие типы металлических сплавов. 
| |
| Сегодня в 07:25 | |
Комментариев нет.  |
|