Сотрудники научно-исследовательской лаборатории высокоэнергетических и специальных материалов ТГУ предложили метод модификации силумина — сплава, востребованного в авиации и автомобилестроении.
Проблема широко используемого сплава АК12, который содержит 10–13% кремния, а также примеси железа и магния, заключается в образовании хрупких игольчатых включений кремния и интерметаллидов. Эти элементы снижают пластичность и надежность готовых деталей.
Под руководством директора центра Александра Ворожцова исследователи добавили в расплав 1% базальтовых волокон. Волокна отличаются жесткостью, термостойкостью и химической инертностью при невысокой стоимости, однако их взаимодействие с расплавами типа АК12 прежде было изучено недостаточно, отмечает старший научный сотрудник Антон Хрусталев.
Эксперимент показал, что базальт предотвращает формирование игольчатых структур. Кремний и интерметаллиды вместо этого выделяются в виде равноосных граненых частиц. Предположительно, на этот эффект повлиял кальций, содержащийся в базальтовых волокнах. Механические испытания подтвердили изменения. Предел прочности материала вырос со 186 до 232 МПа. Пластичность увеличилась с 2,8% до 3,5%, твердость также повысилась. Напряжение, при котором сплав начинает пластически деформироваться, осталось почти без изменений.
Причин таких изменений, как минимум, две. Во-первых, хрупкость снизилась за счет отсутствия игольчатых включений, которые и являются местом возникновения первичных очагов разрушения. Во-вторых, базальтовые волокна сами по себе жесткие и прочные, в результате чего для образования и роста трещины требуется большая нагрузка
Результаты опубликованы в «Вестнике Томского государственного университета. Математика и механика».
Ранее в Томске разработали новый метод получения керамики для авиации и космоса.
