МОСКВА, 9 июл. Температуру, при которой листы сплава на основе алюминия становятся более однородными и «крепкими», установили ученые Череповецкого государственного университета (ЧГУ). Открытие позволит заранее выбирать условия обработки материала для деталей авиационной промышленности и кораблестроения в зависимости от их назначения, а не добиваться нужных свойств с помощью длительных и затратных операций. Результаты представлены в Research Square.
Для описания свойств сплавов используют понятия пластичности и прочности. Пластичность необходима для создания объемных деталей, которые должны быть гибкими и «тянущимися», а прочность — для жестких, например несущих, конструкций, объяснили в ЧГУ. В настоящее время для корректировки или изменения этих свойств сплава либо добавляют «частички» редких и дорогостоящих металлов, либо используют дополнительные стадии температурной обработки материала, добавили в университете.
«»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 (ММиТО) Иван Поспелов.
Как для производства бытовых предметов (например, походных наборов кухонных приборов), так и для обшивки крыльев самолетов или внутренних панелей в кораблях используют листы сплавов на основе алюминия и магния после холодной прокатки — «сплющивания» материала под давлением. После такого «уплотнения» лист подвергается отжигу, который восстанавливает «разрушенные» давлением зерна в структуре материала, сообщили в ЧГУ.
Исследователи установили, что температура отжига существенно влияет на прочность и пластичность алюминиево-магниевого сплава. Специалисты доказали, что при температуре отжига 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 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.
Исследователь подчеркнул, что на основе экспериментальных данных не только был установлен температурный порог, но и построены математические модели для описания поведения алюминиево-магниевого сплава АА5056, который используется в авиации и кораблестроении из-за устойчивости к низким температурам и высокой солености окружающей среды.
В будущем ученые ЧГУ планируют изучить, как на выявленное поведение АА5056 будет влиять добавление легирующих микроэлементов — «частичек» металлов, которые придают сплавам дополнительные свойства.
Свежие комментарии