Алюминиевые сплавы для использования в самых разных видах современного транспорта создали специалисты Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС»).
Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ «МИСиС») изобрели современные эффективные алюминиевые сплавы, которые можно применять для использования в различных транспортных средствах, в частности, в авиации и автомобилях. Он получился прочнее и дешевле ранее изготавливаемых сплавов.
Новые материалы обладают повышенной прочностью, а обрабатывать их можно при комнатной температуре. Сплавы поддаются сверхпластической формовке при повышенных скоростях обработки. Из них можно создавать легкие цельные конструкции сложной геометрии. Результаты исследований специалистов опубликованы в журнале Materials Science and Engineering A.
Доцент НИТУ «МИСиС» Анастасия Михайловская, которая руководит исследованием, отметила, что нужные детали специалисты плавят в печи, нагретой до 800 градусов. Расплавленные компоненты заливают в спецформу до образования слитков, которые потом отжигают и прокатывают в листы.
В ближайшее время отечественные исследователи намерены провести апробацию в условиях производства листов и заняться получением международного патента.
Создатели сплава утверждают, что реализация эффекта сверхпластичности в ходе обработки металлов давлением дает возможность создавать детали сложной формы, очень близкой к конечной. При этом нет необходимости использовать большие мощности, что удешевляет производство продукции.
Сплав вряд ли сгодится для высокоэффективных двигателей - слишком малые температуры потери прочности.
Комментарии
Хорошая новость!
Да как сказать... Металлы так себе материалы - те что терпят хорошо 1500К рабочей имеют скромную прочность на уровне 250-350 МПа и плотность около 10. Для сравнения конструкционные керамики там же в разы, до нескольких ГПА если ростовые/нанодисперсные структурированные (есть в открытой печати последние лет 20 и тем более к покупке только про сравнимые по прочности) при 2000К рабочей и плотности от 2,7 до 4,5. Причём у нас и у японцев точно были в 1992-94 - я справлялся в институте химии силикатов про возможность изготовления деталей для двигателя работающего как раз при такой температуре, там никакой металл неприемлем, зато до 100кВт кратковременной мощности на валу ожидать можно при d100 внутреннего диаметра (по мотивам машины Голубева но иная получилась конструкция лишь отдалённо напоминающее то что сей Инженер придумал, переписывались с ним, пока он не умер. Это винтомоторная в металле 4-5кг и в керамике 2,5кг. Сейчас делать можно лишь из никелевого сплава и это очень дорого - не дешевле той же мощности ротакса себестоимость (но не продажная) т.к. селективное лазерное спекание повышенной точноси и прецизионная обработка - зазоры как в ванкелях - очень малые. Рабочая 1500К.
При температуре ниже 650К я предпочту скорее композиты а ниже 600К - только их т.к. удельная прочность у них выше кованного или определённым образом распечатанного титана. В СССР/СРФ по счастью осталась школа создателей замечательных по свойствам композитов. Её надо беречь и холить.
Делать из алюминиевых - сразу уронить на 50% и более КПД. Разве для одноразовых, ввиду малого времени работы а там есть куда более простые решения - те же ПуВРД.
Из алюминия обычно со скандием делают а это очень недешёвый сплав который физически вам не достать будет в нужном количестве.
Скандий стоит примерно 10% от цены золота. 370тыс руб/кг, если высокочистый, для сплавов высокопрочных годных для разных видов упрочнения, то выше и намного.
Судя по тому чему ранее Михайловская занималась сплавы на 800С в расплаве. Это не жаростойкие как со скандием. Впрочем ввиду того чот большого числа дорогих металлов не добавляется возможно упор сделан на условия кристаллизации в отливке (вряд ли из расплава вытягивают как некогда монокристаллические лопатки для ТРД военных ЛА), с созданием определённой структуры, пусть и не слишком упорядоченной..
https://misis.ru/spglnk/c06842ad
Зато керамики - кларк исходных (содержание в земной коре), если с наноструктурированием обычно наверху таблицы, никакой экзотики примерно до 1700-1900К, да и выше не так много, вот выше 2300К там да - материалы не дешевле серебра, часто дороже, выйдут.
А чо тебя двигателями заплющило?
Что, единственное применение металлов - это двигатели?
Для других я НЕ применяю металлы в ЛА - они слишком тяжёлые, есть материалы и волокна в доме которые делжать ГПА при этом плавают и радиопрозначны. Кроме того металлы имеют низкую износостойкость. Даже в теплообменниках. Композиты+керамику. Разве иногда магниты и то были работы по неметаллическим и они могут стать лучше чем из РЗМ. Из самых простых с графита можно. http://www.nanonewsnet.ru/news/2010/fiziki-sozdali-grafitovyi-nemetallic...
Из металлов где приемлемо - любимое серебро и некоторые добавки в него, кстати официально они не являются драгметаллами,хотя один в 3,5-4 раза дороже серебра стоит.
"Для других я НЕ применяю металлы в ЛА..."
Господи! Да ты научись хоть одно предложение грамотно составить! Металлы он в ЛА не применяет... У тебя опять таблетки закончились? Столько бредятины постить по всем темам, связанным с наукой и техникой... Зачем это?
Скажите, а вы, как барон Мюнхгаузен, с Леонардо да Винчи не ужинали при свечах?
Всё то вы знаете, везде-то вы были, и даже послать вас некуда.
Чел использует ресурс, что бы самопропиариться. Лезет в любую тему, оставляет как бы "ответ" на первый или второй пост, что бы виднее было, сначала несет немного всякой пурги, а потом обязательно добавляет про соучастие с каким ни будь известным или просто серьёзным деятелем науки, а то и просто о своем огромном вкладе в науку. По мне - так просто больной человек.
он и есть Барон Мюнхгаузен
и Леонардо Давинчи
в одном таксть литце
Люмунька для авто, это хорошо до первого ремонта. А вот для авиации вполне себе.
Хотя было бы интересней увидеть конкретные цифири по мех.свойствам, вытяжке и прочей лабуде.
Фразы, типа
как-то слишком расплывчаты.
ДЛя авиации где стоимость металла на третьем месте также так себе - выгоднее без алюминия сплавы. Кстати не всегда лёгкие. Ну и конечно керамика.
Сопрут. Свои патенты они пасут по всему миру а на все чужие всегда клали и брали бесплатно.
спереть технологии сложнее
а состав может и не сильно отличатся
...Результаты исследований специалистов опубликованы в журнале Materials Science and Engineering A....
открываем журнал, пользуемся переводчиком...
Материаловедение и инженерия A предоставляют международную среду для публикации теоретических и экспериментальных исследований, связанных с несущей способностью материалов, под влиянием их основных свойств, истории обработки, микроструктуры и рабочей среды.... Кроме того, не рекомендуется использовать бумагу с акцентом на коррозию или износ, если только они специально не касаются нового механического поведения или связанных с ним явлений.
Саму статью не нашёл. А был ли мальчик?
Сам МИСИС пишет:
Наиболее важные результаты работы кафедры за 2011 — 2016 гг.
Разработан материал на основе алюминия для авиастроения, содержащие микро- и наночастицы, обладающий высокой прочностью (предел текучести более 550 МПа) и способностью к сверхпластической деформации с повышенными скоростями ( не менее 10-2 с-1).
Разработан и принят к освоению в серийном производстве на литейном заводе Volkswagen новый алюминиевый сплав для блока цилиндров тяжелонагруженных двигателей....
Как бы "новости" уже 3 года?
После 2016 года "достижений" не опубликовано.
Когда бы это РАН за НАШИ деньги разрабытывала что существенное для РФ? Только если прикажут и обяжут жёстко. Кроме того есть реальный факт нежелания отечественной промыленности финансировать институты, как и коллективы разработчиков. Знаю по манагерам Ё-мобиля лично на себе. Держали в руках мои образцы, пытались обойдя коллегу (его основа мой нанокомпозит и технология) скупить, по этическим и потому что кинут отказался, сам материал понравился, но заплатить 450тыс рублей за оборудование на изготовление нужных им по размерам образцов (4мес работ) для проведения всесторонних испытаний отказались. Для западных контрактантов обычна 15% на з/п остальное материалами и особенно чтоценно и геморройно - оборудованием. Ценно т.к. вы не можете провести полный цикл работ без него, а геморройно то что США занимаются промшпионажем - будет на нескольких листах с вопросами приезжать обычно дама около/госдепная и спрашивать вещи которые никак к теме работ не относятся как и к ней досконально. Т.е. те кто научены имеют заготовленные легенды с подтверждениями и ряда технологических тонкостей никак не раскрывают. По ФТИ знаю как это происходило - так что упаси Боже брать какие американские или санкционные у них приборы - вы потеряете с высокой вероятностю ту ИС или значительную её часть, которую нарабатываете.
Меня больше всего заинтересовало:
Получается, что при ударе о препятствие (чем не вариант "повышенной скорости обработки") кузовная конструкция сложится (сплющится) достаточно легко?
Веселенькая перспектива краш тестов.
Ну нагрей ещё свою "кузовную конструкцию" до 700 градусов, умник.
Сверхпластичное это ещё и нагрев. Т.е. вам нужно чтобы ваш автомобиль горел хорошо и уже потом куда врезался.
Спасибо за разъяснение
Новость для докторской ?
А вот магний в 1,5 раза легче алюминия. Почему бы не озаботиться выдумыванием сплавов?
Горит и есть получше замена:
"Титановые сплавы по удельной прочности (т. е. прочности, отнесенной к плотности) превосходят большинство сплавов на основе других металлов при температурах от -250 до +550 °С, а по коррозионной стойкости они сравнимы со сплавами благородных металлов."
"Ещё одной причиной разрушения конструкционных материалов являются внешние дефекты (царапины). Стойкость материала к царапинам определяется твердостью. Твердость титана по Бриннелю составляет 103 ед., а у алюминия 25 ед., то есть у титана она в 4 раза выше!" - https://www.velohit.ru/velofaq/955/
Ну всё же титан официально принадлежит группе редких металлов. А магния в земной коре дофига! А если верить Ларину - планета вообще сделана из магния и кремния.
Редкий это тантал, а титан 10-й по распространённости (0,57% массы земной коры)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Магний#Нахождение_в_природе (1,95%)
https://ru.wikipedia.org/wiki/Титан_(элемент)#Нахождение_в_природе
Железа и алюминия в земной коре больше, чем магния.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Кларковое_число
Вот если бы разработали алюминиевые порошки для 3D печати, что бы на выходе получались детали с прочностными характеристиками, сравнимыми с изготовленными из авиационных сплавов (те же Д16 и В95) - вот это было бы поинтересней! Не говоря уже о "ресурсных" сплавах 1163 и 1933.
Д16 ржавеет, попробуйте АМг6 (плотность 2,63 )
мне интересна плотность и прочность нового сплава