Исследователи Университета МИСИС разработали инновационный алюминиевый сплав с добавлением кальция и титана, который отличается повышенной жаропрочностью и износостойкостью.
Традиционные сплавы из алюминия и кремния широко распространены в производстве благодаря хорошим литейным свойствам, малой плотности и низкой стоимости. Однако их главный недостаток — низкая пластичность — не позволяет выдерживать значительные нагрузки и сложные деформации, что существенно ограничивает область применения.
Команда ученых НИТУ МИСИС создала альтернативный материал на основе системы алюминий — кальций с добавлением титана. Особенность этого сплава заключается в формировании особой тройной компактной фазы при кристаллизации. Такая структура значительно улучшает механические свойства материала, в отличие от традиционных сплавов с грубыми и хрупкими кристаллами.
«При затвердевании сплава в нем формируется структура, которую мы называем «природным композитом. В этой структуре мельчайшие твердые частицы равномерно распределены в пластичной алюминиевой основе, что создает эффект армирования. Твердость материала увеличивается пропорционально количеству этих частиц. Оптимальное сочетание свойств продемонстрировали сплавы, содержащие 0,5% титана», — поясняет доктор технических наук Николай Белов, главный научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.
По словам разработчиков, полученный сплав отличается высокой жаропрочностью, износостойкостью и отличной деформационной пластичностью. Эти характеристики делают его перспективным материалом для производства легких и долговечных деталей в машиностроении.
Исследование проведено при поддержке гранта Российского научного фонда.