Ученые технологического университета МИСИС разработали новый способ обработки алюминиевого сплава, который может в три раза увеличить прочность материала, при этом сохранив его оптимальные показатели твердости и пластичности.
Алюминиевые сплавы серии 5ххх – это универсальный материал, который является прочным, устойчивым к коррозии и малый вес. Из алюминиевых сплавов изготавливают топливные баки и обшивку самолетов, автомобильные панели и рамы, корпуса судов и палубное оборудование. Алюминиевые сплавы применяются в микроэлектронике. В строительстве такие сплавы применяют для окон, фасадов и витражей, а в пищевой и химической промышленностях – для технологического оборудования. Однако дальнейшая доработка таких материалов ограничена: традиционные подходы энергозатратны и требуют дорогостоящих легирующих элементов.
Одним из методов, предложенных учеными, является способ кручения под высоким давлением. Он позволяет упрочить металл без изменения его химического состава. В ходе обработки образец помещают между прочными наковальнями и скручивают под давлением в десятки тысяч атмосфер. В таких условиях структура материала становится нанокристаллической, благодаря чему сплав приобретает уникальное сочетание прочности и пластичности.
– Интенсивная деформация преобразует внутреннюю структуру алюминиевого сплава: крупные зерна превращаются в сверхмелкие, что обеспечивает резкий рост прочности без потери пластичности, – рассказал доцент кафедры металловедения и физики прочности университета Станислав Рогачёв. – Учитывая компактные размеры полуфабриката, мы видим основной потенциал применения такого материала в микроэлектромеханических системах, где требуются легкие и долговечные конструкции – датчики, приводы, сохраняющие свойства при многократных циклах работы и устойчивые к высокой температуре.
Как заявила доцент кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС Евгения Наумова, при новом способе обработки алюминиевого сплава предприятиям микроэлектронной промышленности не нужно будет создавать новые сплавы или перестраивать производственную линию: предложенный подход технологически проще и дешевле, чем традиционные методы упрочнения.
– Также он позволит продлить срок службы изделий, что в перспективе снизит расходы на техобслуживание и замену конструкций, – уточнила Евгения Наумова.
Мона Платонова.
