Российские металлурги нашли способ «настраивать» свойства сплавов даже после закалки
Металлурги из Екатеринбурга создали способ, позволяющий получать прочные сплавы без кристаллической структуры.
Исследователи из Уральского государственного педагогического университета разработали способ производства высокопрочных сплавов, при котором свойства материалов можно «настраивать», сохраняя прочность. Работа ученых опубликована в журнале Intermetallics.
В порошковой металлургии сплавы формируются в результате спрессовывания смеси различных порошков, которые отправляются в специальную печь. Далее их обычно закаливают, нагревая до высоких температур, а затем быстро охлаждая. Однако такой обработке плохо поддаются с низкой твердостью — например, сплавы на основе кобальта и редкоземельных металлов.
Уральские ученые синтезировали эквиатомный — содержащий компоненты в равных долях — сплав алюминия, никеля, кобальта, меди и циркония. Металлы придают сплаву «свои» свойства: алюминий, кобальт и цирконий повышают коррозионную стойкость, никель — твердость, медь — пластичность.
Опираясь на полученные с помощью гамма-излучения данные о его свойствах, в частности, плотности, ученые изучили особенности сплава в жидком состоянии и определили, как лучше всего подготовить его к быстрой закалке. Это помогло получать материалы с желаемыми свойствами — в частности, прочные и устойчивые к коррозии.
В ходе закалки расплавы нагревали до 1370°C — 1420°C, что существенно выше температуры плавления — 1250°C. Это позволило сделать жидкий расплав более однородным.
Методом вакуумного всасывания ученым удалось получить сплав в аморфном состоянии, при котором отсутствует характерная кристаллическая структура. Для этого расплав под давлением втягивали в охлаждаемую цилиндрическую форму. Скорость охлаждения при этом очень большая, кристаллическая структура не успевает сформироваться, и получается аморфный стержень.