Российские учёные повысили прочность алюминия для авиации на четверть

Сотрудники Томского государственного университета добавили в силумин 1% базальтовых волокон и обработали ультразвуком. Предел прочности вырос со 186 до 232 МПа — на 25%. Материал станет основой для авиации и автопрома.

Алюминиевые сплавы — основа современной авиации и автомобилестроения. Но у них есть ахиллесова пята: хрупкие игольчатые структуры внутри материала, которые снижают пластичность и надёжность. Учёные Томского государственного университета (ТГУ) нашли способ эту проблему устранить.

Исследования проводились на базе научного центра «Новые материалы специального назначения». Объектом стал литейный алюминиевый сплав АК12, известный в промышленности как силумин. Результаты сообщили ТАСС в пресс-службе вуза.

Что сделали?

В расплав добавили всего 1% базальтовых волокон — и одновременно применили ультразвуковую и вибрационную обработку. Базальт изменил структуру сплава: вместо опасных игольчатых включений появились округлые зернистые частицы. Учёные предполагают, что ключевую роль сыграл кальций, содержащийся в базальте.

Цифры прочности

Механические испытания подтвердили эффективность метода. Предел прочности композита вырос на четверть:

• Было: 186 МПа

• Стало: 232 МПа

Но это не единственное улучшение. Сплав стал заметно пластичнее — его способность растягиваться до разрушения увеличилась с 2,8% до 3,5%. Твёрдость материала тоже повысилась, а напряжение пластической деформации осталось практически на прежнем уровне. То есть материал стал прочнее и пластичнее, не потеряв других важных свойств.

Где пригодится?

Силумин и без того широко используется в авиастроении и автомобильной промышленности — из него делают корпуса, кронштейны, блоки двигателей. Улучшенная версия позволит снизить вес конструкций при сохранении прочности или, наоборот, повысить ресурс при той же массе.

Особенно это важно для авиации, где каждый лишний грамм веса стоит топлива и денег. Более пластичный и прочный алюминий — это ещё и безопасность: детали будут дольше сопротивляться усталостным разрушениям.