Ученые СПбГМТУ создали хорошо обрабатываемый тугоплавкий сплав для авиапромышленности
Сплав на базе ниобия, молибдена, тантала и ванадия, сохраняющий свои свойства в широком диапазоне температур и легко поддающийся обработке, может быть использован при создании компонентов авиадвигателей и энергетических установок.
Ученые из СПбГМТУ, а также специалисты «Сколтеха», сделали это открытие при теоретическом изучении свойств высокоэнтропийных сплавов – сложно устроенных комбинаций из нескольких тугоплавких металлов. Такие сплавы способны превзойти сплавы на базе никеля и титана по жаропрочности и долговечности. За последние годы ученые создали несколько материалов подобного рода, не теряющих прочность даже при нагреве до температуры в две тысячи градусов Цельсия. Но, как сообщает ТАСС, применение таких материалов ограничивается тем, что многие подобные сплавы часто имеют слишком низкую пластичность, из-за чего они легко разрушаются при деформации и плохо поддаются обработке. Для решения этой проблемы исследователи просчитали свойства множества сплавов на базе ниобия, молибдена, тантала и ванадия. Комбинация этих элементов, как предположили ученые, должна обладать высокой температурой плавления и при этом легко обрабатываться давлением при комнатной температуре.
Исследователи синтезировали предложенные сплавы с помощью вакуумно-дугового переплава и провели деформационную обработку – холодную прокатку. Только четыре сплава продемонстрировали хорошую обрабатываемость, тогда как остальные композиции разрушились при незначительной деформации. Последующие тесты показали, что необходимыми механическими свойствами обладает сплав, в котором процентное соотношение атомов ниобия, молибдена, тантала и ванадия составило 85:5:5:5.
«Полученный нами состав сочетает в себе высокую прочность и достаточную пластичность в диапазоне от комнатной температуры до тысячи градусов Цельсия. Он показал уникальную устойчивость к потере прочности при высоких температурах, превзойдя промышленные тугоплавкие и ранее известные композиционно сложные сплавы», – пояснил ведущий инженер отдела дизайна металлических материалов СПбГМТУ Никита Юрченко.
