Новые жаропрочные композиты для авиации и нефтегазовых комплексов на основе алюминиевого сплава AA6063 разработали специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»), 7 февраля сообщает пресс-служба вуза.

Температуры, при которых могут работать новые материалы, в отличие от обычных алюминиевых сплавов, составляют более 300 °C. Ученые добились такой жаропрочности за счет механического легирования — они внедрили в алюминий готовые алюминидные частицы (алюминид — соединение алюминия с другими элементами).

Старший научный сотрудник лаборатории «Ультрамелкозернистые металлические материалы» НИТУ «МИСиС» Алексей Просвиряков рассказал о новом композите:

«Созданный нами жаропрочный алюминиевый композит — перспективная разработка для применения в условиях, где температуры превышают 300 °C. Например, в тормозных системах, двигателях, турбинах и бурильных установках. Предел прочности наших материалов при 300 °C превышает 240 МПа, а при комнатной температуре составляет более 900 МПа».

Он отметил, что такие материалы гораздо легче тяжелых сталей и намного дешевле титановых сплавов, применяемых в настоящее время.

Механическое легирование выполнялось за счет 30-часовой обработки смешанного порошка алюминия и легирующих элементов в высокоэнергетической шаровой мельнице для получения однородного материала и последующего горячего прессования при температурах 400 °C и 500 °C.

Структурный анализ полученного композита показал формирование в нем нанокристаллической структуры с алюминиевыми кристаллами размером около 100 нм и дисперсными частицами интерметаллических соединений.

Подробные результаты исследования, проведенного в рамках стратегического проекта НИТУ «МИСиС» «Материалы Будущего», ученые представили в статье «Разработка термостойких композитов на основе сплава Al-Mg-Si, механически легированного алюминидными частицами», опубликованной в The Journal of The Minerals (Q1).

Руководитель исследования, завлабораторией «Ультрамелкозернистые металлические материалы» НИТУ «МИСиС» к. т. н. Анастасия Михайловская сообщила, что полученные учеными образцы композитов показали высокие прочностные характеристики, а дополнительным введением меди в их структуру удалось увеличить твердость с 200 HV до 300 HV.

Свои дальнейшие исследования материаловеды НИТУ «МИСиС» намерены посвятить оптимизации состава материала и режимов его получения.