МОСКВА, 9 июл — РИА Новости. Ученые Череповецкого государственного университета (ЧГУ) установили температурный режим, при котором листы алюминиево-магниевого сплава становятся более однородными и прочными. Открытие позволит заранее выбирать условия обработки материала для деталей авиационной промышленности и кораблестроения в зависимости от их назначения. Результаты представлены в Research Square.
Зачем управлять свойствами сплавов?
В авиации и кораблестроении используют листы сплавов на основе алюминия и магния после холодной прокатки — "сплющивания" под давлением. После такой обработки лист подвергается отжигу, который восстанавливает разрушенную структуру материала. От того, как именно проходит эта стадия, зависят свойства готовой детали: пластичность нужна для объемных гибких элементов, а прочность — для жестких несущих конструкций.
«
"Эти стадии удлиняют процесс производства по времени и влияют на стоимость и самого сплава, и деталей из него. Однако для некоторых материалов — как в нашей работе — нужных свойств можно добиться с помощью изменений условий первичной обработки заготовок из сплавов", — рассказал доцент кафедры металлургии, машиностроения и технологического оборудования ЧГУ Иван Поспелов.
Что выяснили ученые?
Специалисты установили, что температура отжига существенно влияет на свойства алюминиево-магниевого сплава. При нагреве до 330°C пластичность материала падает из-за выделения частиц вторичной фазы сложного химического состава. А при 370°C запускается рекристаллизация — старые деформированные зерна сменяются новыми, и пластичность растет.
«
"Представьте себе, что вы пытаетесь разгладить скомканный внутри детали лист бумаги: при нагреве до 330°C мы только разглаживаем складки внутренней структуры, но заломы остаются, а при более высокой температуре "волокна" перестраиваются заново — получается ровный и однородный по строению лист. То есть из одного и того же сплава можно получить и прочные, и пластичные листы, пригодные для разного использования", — объяснил Поспелов.
В чем главный плюс?
Раньше для получения нужных свойств сплава требовались либо "частички" редких и дорогостоящих металлов, либо многостадийная обработка. Теперь, зная температурный порог, производители смогут заранее выбирать режим отжига в зависимости от того, какая деталь нужна — гибкая или жесткая.
На основе полученных данных ученые не только определили температурный порог, но и создали математические модели, описывающие поведение сплава АА5056. Этот материал востребован в авиации и судостроении — он сохраняет свойства при низких температурах и высокой солености окружающей среды.
Что планируют дальше?
В будущем ученые ЧГУ намерены исследовать, как на выявленное поведение сплава АА5056 повлияет добавление легирующих микроэлементов — "частиц" металлов, которые придают сплавам дополнительные свойства.