Учёные Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» при участии коллег из Сибирского федерального университета и «НПЦ магнитной гидродинамики» разработали технологию получения уникального термостойкого алюминиевого сплава повышенной прочности, который сможет заменить более дорогие и тяжёлые 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 её 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 тяжёлых медных проводников. По мнению авторов, уникальная и дешёвая технология может заинтересовать производителей деформированных полуфабрикатов из алюминиевых сплавов.«Этот сплав может быть использован для изготовления электрических проводов и кабелей для авиационной и даже космической техники. Традиционно для этого использовалась медь. Но алюминий легче, а весовые показатели важны для любого транспорта. Новый сплав алюминия может быть минимум на 30 % легче меди и иметь высокую температуростойкость», — объяснил профессор СФУ Виктор Тимофеев.
Основные результаты работы получены при финансовой поддержке гранта РНФ № 20–19–00249.