Вторник, Сентябрь 16, 2025
15.01.2025

На 1000% пластичнее: в НИТУ МИСИС усовершенствовали титановые сплавы

Ученые НИТУ МИСИС предложили новые титановые сплавы, из которых можно создавать элементы сложных форм для авиационных, транспортных и медицинских отраслей. Структуру и свойства материалов улучшили добавки железа, никеля, кобальта и других металлов. Высокая пластичность сплава при высоких температурах позволит получать детали сложной геометрии и существенно снизит количество бракованных изделий, а пониженные температуры формовки — экономить энергопотребление на производстве. С помощью разработанных материалов можно получать изделия с высокой конструкционной прочностью.

Титановые сплавы широко используются в промышленности благодаря их легкости, устойчивости к коррозии и экстремальным температурам. Тем не менее, их сложно обработать традиционными методами из-за высокой прочности и чувствительности к условиям обработки. Это приводит к браку, тем более если у деталей сложная форма.

Сверхпластическая формовка помогает решить эти проблемы, позволяя создавать сложные элементы при низком давлении газа. Однако для этого требуются температуры около 850-900°С, что приводит к износу оборудования и повышенным затратам энергии. Сверхпластичность возникает благодаря различным механизмам деформации. Важный фактор — размер зерна материала: чем он меньше, тем легче обрабатывать его при более низких температурах.

«Чтобы усовершенствовать свойства новых титановых сплавов, нужно увеличить содержание элементов, которые помогают снизить температуру обработки и улучшают структуру материала. Также важно понимать, как добавки влияют на поведение сплавов в процессе деформации», — сказал старший научный сотрудник, доцент кафедры металловедения цветных металлов НИТУ МИСИС Антон Котов.

Ученые НИТУ МИСИС изучили влияние разных легирующих элементов на структуру титановых сплавов при высоких температурах и скоростях деформации. Были добавлены железо, никель, кобальт и молибден, а также редкоземельные металлы — эрбий, иттрий и бор. Исследователи представили материалы с улучшенными показателями сверхпластичности при температурах 625–775°C, что ниже, чем у стандартных промышленных сплавов, а также высокими значениями прочности и предела текучести при комнатной температуре. До разрушения материал может удлиняться примерно на 600-1000%.

В титановый сплав, содержащий алюминий и ванадий, ученые также добавили железо, кобальт или никель с высоким коэффициентом диффузии в бета-фазе (атомы или молекулы могут перемещаться с большой скоростью).

«Легирующие элементы в определенном количестве способствовали улучшению пластичности при более низких температурах. Мы выяснили, что добавление элементов с высокой диффузией может способствовать созданию титановых сплавов, подходящих для формовки при пониженных температурах. Улучшенные материалы перспективны для деталей авиационной, химической, транспортной и медицинской техники», — объяснил Антон Котов.

Больше оперативных новостей читайте в Telegram-канале @ПРОметалл.

Последние публикации

16.09.2025

В отрасли кризис, а акционеры богатеют. Возможно ли такое в принципе?
Два измерения одной экономики: рейтинги Bloomberg и реальная металлургия

15.09.2025

Иранская металлургия развивается несмотря на санкции
Mobarakeh Steel Company укрепляет своё положение на мировом рынке

15.09.2025

Россию ждёт рост добычи кобальта
Только вот как его использовать?

12.09.2025

Как лучше развивать отрасль РЗМ: через рынок или господдержку
На форуме в Москве обсудили, что может дать ей новый импульс