Физики Университета Лобачевского в Нижнем Новгороде создали алюминиевые сплавы с рекордной сверхпластичностью, которые могут применяться в машиностроении и электротехнике, сообщает пресс-служба вуза.
"Сверхпластичная штамповка позволяет изготавливать металлические изделия сложной формы за несколько секунд, избегая при этом потерь материала, чего нельзя добиться методами традиционной механической обработки", - говорится в сообщении.
По словам ученых, сверхмелкое зерно в алюминиевых сплавах обеспечивает максимальную твердость в обычных условиях, но при нагревании такой сплав может удлиняться в несколько раз и становится сверхпластичным. При температуре 450-500 градусов Цельсия образцы алюминия с добавками магния и скандия удлинялись в 9-10 раз, а при охлаждении вновь приобретали первоначальные свойства.
"Нетривиальную задачу по сохранению субмикронного размера зерен алюминия при одновременном воздействии повышенных температур и деформаций мы решили за счет микролегирования металла магнием и скандием. Это сохраняет механические свойства и усиливает коррозионную стойкость сплава, при этом нам удалось существенно снизить содержание магния - с 6% в промышленных сплавах до 0,5% в нашей разработке", - приводятся в сообщении слова заведующего лабораторией диагностики материалов НИФТИ Университета Лобачевского Алексея Нохрина.
Это позволило дополнительно повысить электропроводность сплавов, что важно для их применения в электротехнике.
При этом введение в сплав скандия приводит при сверхпластичности к образованию крупных пор, которые могут спровоцировать преждевременное разрушение сплава. Эти поры возникают на крупных частицах игольчатой формы, образующихся при повышенных температурах. "Чтобы избежать этого нежелательного эффекта, мы провели предварительный низкотемпературный отжиг сплавов, после него наночастицы приобретают сферическую форму. Эта технология позволила создать алюминиевые сплавы с лучшими характеристиками сверхпластичности", - добавил Нохрин.
Новые сплавы с предельно малым содержанием алюминия и скандия обладают рекордными характеристиками сверхпластичности - при определенной скорости деформации образцы удлиняются более чем в 10 раз. Работы проводились при поддержке Российского научного фонда.