В России создали новые легкие сплавы для авиакосми

МОСКВА, 16 янв — РИА Новости. Прочные и жаростойкие легкие сплавы для авиационной и космической техники создали ученые СПбГМТУ в составе научного коллектива. Разработки могут заменить более тяжелые и дорогие никелевые и титановые сплавы, которые сегодня используют в высокотемпературных условиях, сообщили РИА Новости в пресс-службе вуза.

В современной авиакосмической технике всегда существует потребность улучшать КПД двигателей, чтобы они более экономично расходовали топливо, сообщил соавтор исследования, ведущий инженер отдела дизайна металлический материалов Института лазерных и сварочных технологий Санкт-Петербургского государственного морского технического университета (СПбГМТУ) Никита Юрченко.

«Для этого есть два пути: повышать рабочую температуру двигателя или снижать его массу. В первом случае надо применять материалы, которые будут работать при температурах свыше 1200 °C. Во втором случае можно снижать массу двигателя за счет разработки более легких и прочных материалов», — рассказал он.

Исследователи СПбГМТУ и Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ БелГУ) пошли по второму пути и предложили такие материалы. Для этого они улучшили прочность и жаростойкость легкого сплава, состоящего из алюминия, хрома и титана (Al-Cr-Ti) за счет добавления железа (Fe) и марганца (Mn).

«Мы установили, что добавление железа и марганца к сплаву Al-Cr-Ti приводит к образованию новой фазы, которая играет ключевую роль в улучшении механических свойств сплава. При этом введение марганца приводило к увеличению пластичности, а легирование железа значительно повышало прочность материала (на 60 процентов при температуре 1000 °C)», — отметил Юрченко.

По его словам, материалы для высокотемпературных применений должны быть не только прочными, но и устойчивыми к воздействию окисления (жаростойкими). Испытания при температуре 1000 °C в течение 100 часов показали, что добавление железа и марганца повышает жаростойкость сплавов.

Разработанные сплавы, по мнению исследователей, могут применяться для изготовления лопаток двигателей самолетов и других деталей авиакосмической техники. Благодаря сочетанию высокой удельной прочности, пластичности и жаростойкости, они дадут возможность заменить более тяжелые и дорогие никелевые и титановые сплавы.

«Мы надеемся, что наше исследование станет важным шагом вперед в области материаловедения и откроет новые возможности для создания легких и прочных материалов с улучшенными характеристиками для перспективной авиакосмической техники», — добавил ученый.

Исследование получило поддержку Российского научного фонда и программы Научного центра мирового уровня «Передовые цифровые технологии».