Ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» при участии коллег из Сибирского федерального университета и «НПЦ магнитной гидродинамики» (г. Красноярск) разработали технологию получения уникального термостойкого алюминиевого сплава повышенной прочности, который сможет заменить более дорогие и тяжелые медные проводники в летательных аппаратах и в скоростном железнодорожном транспорте. Исследование опубликовано в журнале Materials Letters.
Исследователи создали метод получения уникальной термостойкой проволоки повышенной прочности. Проволока изготавливается из алюминиевого сплава, первоначально отлитого в виде длинномерной, диаметром около 10 мм, заготовки в электромагнитном кристаллизаторе. Авторам удалось получить термически стабильную структуру (до 400 градусов Цельсия включительно), которая существенно превосходит по термической устойчивости известные алюминиевые сплавы, сохраняющие свои свойства до 250-300 градусов Цельсия.
«Ранее сплавы с подобной структурой пытались изготавливать с использованием сложной и дорогостоящей технологии, включающей сверхбыструю кристаллизацию расплава, получение гранул и последующие методы порошковой металлургии», — рассказал профессор кафедры обработки металлов давлением НИТУ «МИСиС» Николай Белов.
Исследователи провели непосредственную деформацию длинномерной заготовки — прокатку и волочение — без использования традиционных для алюминиевых сплавов операций гомогенизации и закалки. Ключевая особенность предложенной ими технологии состоит в режимах литья и отжига, которые позволяют получить структуру из термически стабильных наночастиц, содержащих медь, марганец и цирконий.
«Из этого сплава нам удалось получить термостойкую проволоку повышенной прочности. Сейчас мы занимаемся определением ее физико-механических свойств, и первые результаты уже весьма впечатляющие. Мы планируем запатентовать способ получения такой проволоки», — рассказал старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ «МИСиС» Торгом Акопян.
Термостойкие проводники повышенной прочности могут найти применение в летательных аппаратах и железнодорожном скоростном транспорте вместо существенно более дорогих и тяжелых медных проводников. По мнению авторов, уникальная и дешевая технология может заинтересовать производителей деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов.
Основные результаты работы получены при финансовой поддержке гранта РНФ № 20-19-00249.