Технологию обработки криогенного алюминиевого сплава системы Al-Mg-Mn-Sc-Zr, которая без дополнительной термической обработки позволяет получать изделия криогенного назначения с высокими прочностными свойствами при сверхнизких температурах, разработали материаловеды Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ»), 6 июня сообщает пресс-служба вуза.

Традиционно криогенное оборудование из алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Sc, например, емкости для хранения и транспортировки жидких газов, формуются при криогенных температурах (-153 °С).

Новая технология, разработанная под руководством профессора кафедры материаловедения и нанотехнологий НИУ «БелГУ» доктора физико-математических наук Рустама Кайбышева, не требуя обеспечения таких низких температур, позволяет увеличить прочность сплава, что обеспечивается за счет создания у материала однородной мелкозернистой структуры с повышенной плотностью.

Исследования новой технологии были выполнены на базе центра коллективного пользования (ЦКП) «Технологии и материалы НИУ „БелГУ“. Директор ЦКП Дамир Тагиров сообщил, что применение предложенного способа позволяет уменьшить толщину криогенных изделий, обеспечивая снижение их веса приблизительно на 20%. Если же сохранить прежнюю толщину изделия, то его прочность возрастет на 15% по сравнению с аналогами, изготовленными по традиционной технологии.

«В разработанной технологии нам удалось упростить технологический процесс, повысить прочность и сохранить достаточный уровень пластичности сплава при криогенной температуре. Это имеет большое значение для деталей и изделий криогенного оборудования», — добавил Тагиров.

Инновационная технология обработки криогенных алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Mn-Sc-Zr, разработанная в НИУ «БелГУ», включает несколько операций. Первая — перегрев расплава до температуры 760–800 °С и отливка слитка. Далее его подвергают 12-часовому отжигу при температуре 360–380 °С.

После этого следуют механическая обработка и прессование слитка в заготовку прямоугольного сечения. Снятие напряжения в заготовке производится 40-минутным отжигом при температуре 340–350 °С. Затем заготовку подвергают деформации методом равноканального углового прессования при температуре 295–305 °С за 12 проходов с поворотом заготовки на 90° после каждого прохода.

Увеличение количества подходов деформации и холодная прокатка с суммарным 80-процентным обжатием на завершающем этапе обеспечивают сплаву однородную мелкозернистую структуру повышенной плотности без дополнительной термической обработки.