Новый подход к созданию жаропрочных сплавов предложили в России

МОСКВА, 13 дек — РИА Новости. Управлять механическими свойствами высокоэнтропийных сплавов научились специалисты Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ "БелГУ"). По словам авторов, их подход позволит создать новый тип пластичных жаропрочных материалов для авиастроения и энергетики. Исследование опубликовано в журнале Materialia.

Высокоэнтропийные сплавы (ВЭСы), как объяснили ученые БелГУ, — сплавы без единой основы, состоящие из нескольких металлов в примерно равных количествах. Например, ВЭСы на основе тугоплавких металлов за счет сочетания характеристик атомов разных элементов демонстрируют уникальные механические свойства при повышенных температурах.

Благодаря этому тугоплавкие ВЭСы могут быть востребованы при изготовлении деталей (дисков, лопаток, колец) горячей части газотурбинных двигателей для авиации и энергетики. Однако их широкое применение тормозит то, что большинство таких сплавов обладают простой структурой, не позволяющей управлять их свойствами.

Ученые лаборатории объемных наноструктурных материалов НИУ "БелГУ" предложили новый подход к разработке тугоплавких ВЭСов. По их словам, найденный ими микроструктурный дизайн позволяет получать более сбалансированные механические свойства в таких сплавах, приближая их практическое применение.

«

"Исследуя влияние фазового состава на механические свойства предложенного нами сплава, состоящего из ниобия, молибдена, гафния и кобальта, мы обнаружили, что мягкая В2 матрица (в обычных сплавах — это хрупкая составляющая) сдерживает распространение трещин и способствует высокой пластичности при комнатной температуре. В свою очередь, твердые ОЦК частицы (в обычных сплавах — это, напротив, мягкая фаза) упрочняют сплав при повышенных температурах", — рассказал научный сотрудник лаборатории объемных наноструктурных материалов НИУ "БелГУ", кандидат технических наук Никита Юрченко.

Как объяснили специалисты университета, такой "инвертированный" микроструктурный дизайн позволяет получать уникальные для тугоплавких ВЭСов механические свойства. Подобный принцип может быть реализован и для других сплавов, надеются ученые.

Микроструктура и график механических свойств разработанного тугоплавкого высокоэнтропийного сплава.

© Фото : пресс-служба НИУ "БелГУ"

1 из 2

Кандидат технических наук Никита Юрченко проводит загрузку образца разработанного тугоплавкого высокоэнтропийного сплава в камеру сканирующего электронного микроскопа FEI Nova NanoSEM 450.

© Фото : Евгений Толмачев, пресс-служба НИУ "БелГУ"

2 из 2

Микроструктура и график механических свойств разработанного тугоплавкого высокоэнтропийного сплава.

© Фото : пресс-служба НИУ "БелГУ"

1 из 2

Кандидат технических наук Никита Юрченко проводит загрузку образца разработанного тугоплавкого высокоэнтропийного сплава в камеру сканирующего электронного микроскопа FEI Nova NanoSEM 450.

© Фото : Евгений Толмачев, пресс-служба НИУ "БелГУ"

2 из 2

Исследование проводилось при поддержке Российского научного фонда в рамках проекта № 19-79-30066. Следующие шаги научного коллектива будут направлены на создание новых тугоплавких ВЭСов и улучшение их свойств в соответствии с приоритетным направлением стратегии развития НИУ "БелГУ" в рамках программы Правительства РФ "Приоритет-2030".