Учёные Белгородского государственного университета (БелГУ) разработали уникальный жаропрочный сплав, который способен значительно повысить надёжность авиационной и космической техники. Новый материал сохраняет высокую прочность даже при температуре 800 °C и превосходит существующие аналоги по пластичности. Разработка уже запатентована.
По словам исследователей НИУ БелГУ, современные сплавы зачастую не обеспечивают требуемого уровня механических и функциональных характеристик. Решением этой проблемы могут стать высокоэнтропийные сплавы, состоящие из пяти и более химических элементов, в отличие от традиционных.
Максим Озеров, научный сотрудник лаборатории объёмных наноструктурных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий БелГУ, отметил: “Такие многокомпонентные системы демонстрируют превосходное сочетание прочности и пластичности. Особый интерес представляют сложные сплавы на основе тугоплавких элементов, способные сохранять высокие прочностные характеристики в широком температурном диапазоне.”
Новый сплав, созданный учёными БелГУ, включает в себя шесть элементов: алюминий, титан, ванадий, хром, цирконий и ниобий. Для достижения однородной структуры материал подвергался многократному переплаву в вакуумных условиях. Испытания подтвердили, что сплав обладает высокой прочностью как при комнатной температуре, так и в условиях сильного нагрева.
Озеров подчеркнул, что разработанный материал значительно превосходит известные аналоги. В то время как традиционные тугоплавкие сплавы (например, на основе молибдена, вольфрама и тантала) отличаются высокой прочностью, их пластичность редко превышает два процента, а большая плотность ограничивает их применение. Созданный в БелГУ сплав значительно легче, при этом сохраняя отличные механические свойства в широком диапазоне температур.
При комнатной температуре сплав демонстрирует предел прочности в 1456 мегапаскалей и пластичность 14,7 процента. При нагреве до 800 °С его прочность остаётся на уровне 1192 мегапаскалей, и он способен деформироваться более чем на 50 процентов без разрушения. Для сравнения, распространённый авиационный титановый сплав ВТ6 при 800 °С имеет прочность всего 600-800 мегапаскалей.
Учёные БелГУ считают, что их изобретение позволит создавать высококонкурентные компоненты для авиационных двигателей и космических аппаратов, открывая новые перспективы в развитии машиностроения и аэрокосмической отрасли.
Дмитрий Верхов