Исследователи из Университета МИСИС получили металлический порошок, который заметно превосходит привычные аналоги по способности к деформации. В пресс-службе Минобрнауки РФ уточнили, что речь идет о сплаве на основе алюминия с добавкой кальция. Показатель пластичности у него выше в пять раз, чем у существующих решений, при этом прочностные характеристики остались на прежнем уровне.
Сегодня лазерная 3D-печать металлом чаще всего работает с силуминами — сплавами алюминия и кремния. Такие детали сложной формы удобно создавать, но при длительном нагреве они быстро теряют прочность. Улучшить их свойства термообработкой практически невозможно. Чтобы решить эту проблему, в состав вводят никель, церий или медь, однако это утяжеляет изделие и увеличивает его стоимость.
Ученые предложили другой путь — систему алюминий-кальций. По словам разработчиков, кальций заменяет дорогие легирующие элементы, не уступая им по эффективности, и при этом снижает удельный вес образца. Добиться нужного качества удалось за счет подбора режимов печати.
Чем плотнее материал, тем выше его прочность и тем меньше вероятность образования трещин при эксплуатации. Нам удалось уменьшить пористость образцов, подобрав оптимальное соотношение мощности лазера и скорости печати.
Полученные образцы выдерживают нагрузку на разрыв до 366 МПа и удлиняются на 30% без разрушения. Такое сочетание позволяет деталям лучше переносить механические нагрузки и снижает риск внезапной поломки. Кроме того, после нагрева до 300 °C материал почти не теряет твердость, тогда как традиционные алюминиево-кремниевые сплавы проседают примерно на треть. Разработка подходит для аэрокосмической, автомобильной и энергетической отраслей. Результаты опубликованы в Journal of Manufacturing and Materials Processing.
Ранее Наука Mail рассказывала о создании покрытия, которое снизит вес самолетов на сотни килограммов.