Исследователи Белгородского государственного университета сумели создать новый жаропрочный сплав для авиационной отрасли, который сохраняет прочностные характеристики при температуре 800 °C и превосходит аналогичные материалы по пластичности. Об этом сообщили в пресс-службе учебного заведения, отметив, что на разработку уже оформлен патент.
По словам ученых БелГУ, существующие сплавы зачастую не обеспечивают требуемый уровень механических и функциональных параметров. В качестве перспективного решения они рассматривают высокоэнтропийные сплавы — многокомпонентные материалы, включающие пять и более элементов в составе, в отличие от традиционных сплавов.
"Такие сложные системы наделены уникальным сочетанием высокой прочности и пластичности. Особый интерес вызывают сплавы, основанные на тугоплавких элементах, которые способны сохранять прочность в широком тепловом диапазоне", — пояснил Максим Озеров, научный сотрудник лаборатории объемных наноструктурных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий БелГУ. В рамках исследования был создан высокоэнтропийный сплав, включающий шесть элементов: алюминий, титан, ванадий, хром, цирконий и ниобий.
Для достижения однородной микроструктуры сплав многократно переплавляли в вакуумной среде. По результатам проведенных испытаний подтверждено, что материал сохраняет высокие прочностные показатели при комнатной температуре и значительном нагреве.
"Наш новый сплав превосходит по характеристикам существующие материалы. Так, традиционные тугоплавкие сплавы на основании молибдена, вольфрама или тантала демонстрируют высокую прочность, однако их пластичность не превышает 2%, а высокая плотность ограничивает область применения. В то же время наша разработка значительно легче и одновременно обладает отличными механическими свойствами в широком температурном интервале", — отметил Максим Озеров. При нормальной температуре материал показывает предел прочности 1456 МПа и пластичность около 14,7%. При нагреве до 800 °C сплав сохраняет прочность на уровне 1192 МПа и может деформироваться более чем на 50% без разрушения.
Для сравнения: авиационный титановый сплав ВТ6 при 800 °C демонстрирует прочностные показатели в диапазоне 600–800 МПа. По мнению исследователей из БелГУ, созданный ими сплав имеет потенциал для изготовления высокоэффективных компонентов авиационных двигателей и космических аппаратов.
На новое изобретение выдан патент RU 2 835 239 С1.