Авиация России

Пресс-релиз, Москва, 8 октября 2024 г. – Алюминиевые сплавы пользуются большой популярностью благодаря своей прочности, лёгкости и стойкости к коррозии. Однако сложности с обработкой этих металлов, особенно при высоких температурах, ограничивают их применение в аддитивном производстве. Например, алюминий склонен к образованию трещин при затвердевании, что делает невозможной печать сложных деталей.

Для решения этой проблемы исследователи из Московского института стали и сплавов разработали универсальную технологию обработки алюминиевых сплавов, которая позволяет снять ограничения на применение алюминиевых порошков при изготовлении сложных деталей в космической отрасли, транспортном машиностроении, ресурсосберегающих и энергосберегающих технологиях.

«Ключевым моментом стало применение специальных модификаторов, ускоряющих формирование твердых кристаллов и препятствующих образованию дефектов. Впервые для обработки высокопрочных алюминиевых сплавов был использован комплекс циркония, скандия, титана и бора. Эти модификаторы эффективно измельчают зерна материала и препятствуют формированию столбчатых кристаллов», – рассказали в НИТУ «МИСиС».

Кроме того, исследователи предложили прогревать области плавления алюминия до температур от 350 до 480°C. Такой подход позволяет учесть разные механизмы работы модификаторов и использовать их индивидуальные свойства с максимальной эффективностью. Дополнительный этап отжига повышает однородность материала и предотвращает растрескивание сплава.

По словам заведующего кафедрой металловедения цветных металлов НИТУ «МИСиС» к.т.н. Алексея Солонина, применение разработанной технологии позволило добиться значительного уменьшения размера зерна в материале – в 15-30 раз как в литом состоянии, так и после лазерного плавления. «Это положительно влияет на механические свойства материала, так как меньший размер зерна увеличивает прочность и пластичность металла. Благодаря новой технологии, станет возможным производство сложных деталей, например, элементов двигателей внутреннего сгорания, с минимальным количеством дефектов», – прокомментировал он.

Часть исследований была выполнена при поддержке субсидий из федерального бюджета, направленных на создание высокотехнологичных производств. Программа поддержки реализуется Министерством науки и высшего образования России в рамках национального проекта «Наука и университеты».

3