Учёные МИСИС разработали алюминиевый сплав нового поколения для авиапрома.
В НИТУ МИСИС создали новый сплав с особой структурой для аэрокосмической отрасли: добавление кальция позволило нейтрализовать вредное влияние примеси железа, присутствующее в переработанном алюминии, и объединить его в упрочняющий компонент. В перспективе изделия, созданные из предложенного сплава, можно будет применять в качестве обшивочных панелей летательных аппаратов.
Железо, содержащееся в переработанном алюминиевом сырье, существенно ограничивает его использование: оно образует в сплаве хрупкие соединения, из-за которых материал непригоден для изготовления высоконагруженных деталей. Для решения этой задачи учёные НИТУ МИСИС нейтрализовали негативное воздействие железа, включив его в устойчивое соединение с помощью легирования кальцием и дальнейшей термообработки.
«Разработки учёных Университета МИСИС, ведущего вуза страны в области новых технологий и материалов, успешно применяются в различных наукоёмких отраслях – от биомедицины до авиации и космоса. Новый материал, созданный нашими исследователями, сочетает лёгкость и прочность, характерную для авиационных сплавов. Благодаря высокому содержанию эвтектики и стабильной структуре материал перспективен для использования в технологии 3D-печати», — рассказала ректор НИТУ МИСИС Алевтина Черникова.
«Когда в алюминиевом сплаве появляется железо, оно часто образует острые, игольчатые кристаллы, которые делают металл хрупким. Добавление кальция формирует особую эвтектическую фазу и обеспечивает устойчивую структуру», — сказал д.т.н. Торгом Акопян, старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.
Учёные продемонстрировали, что в материале формируется новое кальцийсодержащее четырёхкомпонентное соединение, обладающее кубической кристаллической решёткой и компактной морфологией. Это позволило создать деформированные заготовки без трещин и иных дефектов. Подробности в научном журнале Journal of Alloys and Compounds (Q1).
Д.т.н. Николай Белов, главный научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС объясняет: «Предложенный материал обладает удачным сочетанием механических и технологических свойств, что обуславливает широкий спектр его возможных применений. В перспективе он может заменить используемый сейчас промышленный деформируемый сплав АК4-1 (2618), малопригодный для 3D-печати».
Эвтектическая микроструктура материала может снизить риск образования горячих трещин при послойной кристаллизации, что особенно важно при 3D-печати крупных деталей. При внедрении на промышленные предприятия разработка позволит существенно удешевить производство. В дальнейшем учёные планируют добавить в состав марганец, кремний и микродобавку циркония для повышения термостойкости, коррозионной стойкости и прочности.
Университет науки и технологий МИСИС – ведущий вуз в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Первым в России получил статус «Национальный исследовательский технологический университет». Входит в топ-5 лучших вузов страны по версии Round University Rankings и в топ-10 рейтингов Times High Education и Interfax. В составе: 9 институтов, 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом; 48 исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров. Основные направления: создание инновационных материалов для микроэлектроники, космоса, ядерной и солнечной энергетики и др.; металлургия; аддитивное производство; горное дело; биоинженерия; ИТ и машинное обучение; квантовые технологии и коммуникации; инжиниринг; промышленный дизайн; технологическое искусство; экономика и инноватика. Университет занимает лидерские позиции в программе Минобрнауки России «Приоритет-2030» и федеральном проекте «Передовые инженерные школы». Является участником пилотного проекта по совершенствованию системы высшего образования.