Российские ученые представили новый термостойкий сплав

На авиационно-космическом салоне МАКС-2021 НИТУ "МИСиС" представил инновационный сплав на основе алюминия, который может применяться для изготовления облегченных электропроводов, рассчитанный для применения в авиации и линиях электропередач. Ученым удалось повысить термостойкость алюминиевого сплава до 450°C, а также добиться лучшей электропроводности за счет добавления кальция. 

Алюминий наряду с медью является основным металлом для изготовления проводов. Он обладает немного более низким уровнем электропроводности, но при этом стоит намного дешевле и в 3,5 раза легче меди.

Существенным минусом алюминия является низкая термостойкость — он выдерживает нагрев только до 150°C, а при более высоких температурах охрупчивается, что приводит к разрушению. Именно для увеличения термостойкости требуется вводить в металл легирующие добавки. Ранее ученым НИТУ "МИСиС" и Уфимского государственного авиационного технического университета (УГАТУ) удалось повысить термостойкость алюминия до 400°C путем добавления в сплав циркония.

Продолжая работу по созданию алюминиевых сплавов повышенной термоустойчивости, ученые НИТУ "МИСиС" совместно с коллегами из УГАТУ и Сибирского федерального университета нашли способ повысить термостойкость алюминия до 450°C. Экспериментальный сплав, содержащий 0,8% кальция, 0,5% циркония, 0,5% железа и 0,25% кремния, был изготовлен методом литья в электромагнитном кристаллизаторе (ЭМК). Использование данной технологии позволило добиться оптимальной микроструктуры материала, подходящей как для холодного волочения проволоки диаметром 3 мм, так и для холодной прокатки полосы диаметром 2 мм. При этом отжиг при температуре 450°C позволяет добиться необходимого баланса прочности и электропроводности.

Авторы работы отмечают, что новый материал отличается более высокой прочностью, электропроводностью и термостойкостью как по сравнению со сплавами на основе алюминия и циркония, так и со сплавами на основе алюминия и редкоземельных металлов. Улучшенной электропроводности удалось добиться за счет добавления кальция.

  Авиакомпания “Уральские авиалинии” на втором месте по международным перевозкам

Николай Белов, главный научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ "МИСиС" поясняет: "Полученный сплав можно использовать и в космической отрасли, поскольку по сравнению с используемым сейчас проводниковым сплавом 01417 он обладает существенными преимуществами по стоимости, термостойкости и технологичности. В новом материале вместо редкоземельных элементов был использован кальций, причем в гораздо меньшем количестве (около 1%), и небольшие добавки циркония, железа и кремния. Отсутствие дорогостоящих элементов приводит к существенному снижению стоимости, а малое количество интерметаллидных частиц и их благоприятная морфология обеспечивает деформационную пластичность, что позволяет проводить холодное волочение литой заготовки. Наличие циркония дает возможность сформировать наночастицы, которые вносят основной вклад в повышение термостойкости проволоки".

Оставьте первый комментарий

Оставить комментарий