Специалисты НИТУ МИСИС разработали перспективную замену дорогим металлическим сплавам, используемым в транспортной и машиностроительной отраслях. Классические составы на железной основе с включением хрома и никеля отличаются высокой ценой. В качестве экономичной альтернативы химики предложили сплав, основными компонентами которого являются железо, марганец, алюминий, углерод и кремний.
Ученые усовершенствовали сталь, благодаря чему удалось достичь оптимального сочетания прочности и пластичности (за счет введения в состав кремния) и снижения плотности и удельной массы материала (благодаря добавлению марганца и алюминия). Оценить характеристики химикам удалось при тестировании обновленной стали на многофункциональном симуляторе: после процессов отливки, закалки, старения и горячей деформации.
Когда углерод соединяется с металлом, образуются карбиды, которые снижают пластичность и коррозионную стойкость материала. Добавка алюминия изменила поведение стали: прочность увеличилась без серьезных потерь пластичности. Нам также удалось повысить устойчивость к ударам и низким температурам.
Предел текучести материала после легирования превысил 1000 МПа, что выше, чем у многих современных автомобильных сплавов. Его можно применять для производства высокопрочных деталей, кузовных панелей и рам транспортных средств, где важно снизить вес без увеличения затрат. Кроме того, обновленный состав стали подходит для нужд авиации и железнодорожной отрасли. Результаты работы опубликованы в научном журнале Materials (Q2).
«Ранее после термической обработки предел текучести материала из железа, марганца, алюминия и углерода не превышал 800–900 МПа. После легирования добавками показатель превысил 1000 МПа. При нагреве сплава до 1050 °C карбиды исчезли, а структура стала однородной», — объяснили на сайте вуза.
Ранее Наука Mail писала о том, что благодаря инновационным добавкам ученые сделали фосфогипс стойким к биоповреждениям.
