Создан металл, выдерживающий сверхвысокие температуры и давление

3-10-2018, 03:47 \\ Техника и технологии

Во главе с Киосуке Ёсими из Высшей инженерной школы Университета Тохоку, японские ученые 30 сентября 2018 года определили металл, который обладает достаточно уникальными свойствами - выносить долгие нагрузки в очень высоких температурах, при всем этом выдерживать постоянное давление.

Журнал Scientfic Reports, опубликовавший самое первое исследование, рассказывает о сплаве карбида титана (TiC) и легированного молибден-бора (Mo-Si-B), или MoSiBTiC, высокотемпературную прочность которого определили воздействием при средних температурах более 1500°C. Ученые провели оценочный опыт, который длился около 400 часов, ползучести металла в диапазоне напряжений 100-300 МПа. Один МПа - 10.197 кг силы на квадратный см.

Опыты проводились на специальном испытательном станке с управлением ПК под вакуумом, чтобы не допустить окисление металла или реакцию с влажностью воздуха, которая в итоге могла привести к ржавчине материала.

«Наша цель - изобрести новаторский сверхвысокотемпературный материал, превосходящий суперсплавы на основе никеля, и заменить лопасти турбин высокого давления, сделанные из никелевых суперсплавов, новыми турбинными лопастями из сверхвысокотемпературного материала. Чтобы сделать это, следующим шагом мы должны улучшить устойчивость MoSiBTiC к окислению, разработав сплав, не повредив его исключительные механические свойства. Но, это действительно сложная задача», - отметил Профессор Ёсими.

Эксперименты, которые проводили ученые, показали, что изобретенный сплав MoSiBTiC очень прочен, если сравнивать его с передовыми монокристаллическими суперсплавами, которые используют при изготовлении турбин, ДВС и реактивных двигателей.

Помимо всего этого, Киосуке сообщает, что MoSiBTiC испытывает большее удлинение с уменьшающимися силами, - это говорит о том, что такое поведение до сих пор наблюдалось только с суперпластичными материалами, способными противостоять неожиданному преждевременному разрушению.

Все эти результаты являются важным показателем применимости MoSiBTiC в системах, которые работают при чрезвычайно высоких температурах, таких как: электростанции, двигатели автомобилей, авиационные двигатели и реактивные двигатели ракет. Также, возможно, данный сплав будет задействован в оборонной сфере для изготовления сверхточных орудий, ведь военная промышленность не стоит на месте, она развивается с очень большой скоростью.

В 2011 году команда ученых из все той же школы Высшей инженерии Университета Тохоку, но только во главе с Тосихиро Омори, разработала поликристаллический сплав железа, марганца, алюминия и никеля, который принимает свое первоначальное состояние при температурах от -196 до 240 ˚С. В этих пределах, с каждым градусом давление растет на 0,53 МПа.

Тосихиро отмечал, что данный сплав можно использовать при производстве различных конструкций и креплений - это, по его словам, добавит жесткости и поспособствует повышению сейсмостойкости зданий.

Но, все дело в том, что японцы не уточнили, во сколько денег встанут оба этих сплава. Титан и Модибден, входящие в состав сплавов, - очень дорогие металлы.

1929 год - это начало истории суперсплавов. В этот год Бедфорд и Пиллинг легировали добавками Ti и A1 жаростойкий хромоникелевый сплав. Введение этих элементов обеспечилось существенным приростом сопротивления ползучести. А в конце 30-х годов ХХ века в странах Европы создали первые самолеты с турбинными двигателями. Совпадение? - Не думаю. В связи с этим, встала острая необходимость в новых сплавах с высокой жаропрочностью.

Поделиться новостью:
Похожие новости
Главное за неделю