«Полученные результаты помогают нам лучше понять факторы, ответственные за прочностные свойства сплава на основе алюминия, меди, магния и серебра. Это позволяет лучше подобрать их химический состав, а также условия получения для применения в авиастроении», - заявил старший научный сотрудник Белгородского государственного национального исследовательского университета Марат Газизов.
Как объясняют исследователи, прочность сплава при этом повышается благодаря возникновению внутри него тонких пластин из соединений двух и более металлов. Они служат барьером для роста мелких линейных дефектов (трещин), которые могут привести к разрушению материала.
Образец сплава после нагружения до разрушения при 150°С в течение около 3000 часов. Источник: Gazizov et al. / Materials Science and Engineering: A, 2023
Авторы работы заинтересовались тем, как меняется структура и свойства этих пластин по мере износа деталей. Ученые на протяжении четырех месяцев подвергали материалы действию температур 150 и 165 градусов Цельсия и разных механических нагрузок и отслеживали то, как меняется внутренняя структура сплава.
С течением времени пластины внутри деталей постепенно становились более толстыми и объемными. Это было связано с тем, что на них «оседали» атомы меди, магния и серебра из соседних с ними регионов сплава, а также с тем, что некоторые мелкие пластины сливались и формировали более крупные элементы. Снижение числа пластин вело к тому, что внутри сплава становилось меньше барьеров для роста дефектов, что способствовало их ускоренному формированию.
Процесс слияния пластин, по словам исследователей, протекал значительно быстрее при одновременном нагреве и нагружении изделий, что еще больше ускоряло износ материала. Повышение температур также ускоряло слияние пластин и снижение прочности деталей.
Как надеются ученые, собранные ими сведения помогут в разработке новых жаропрочных сплавов, менее подверженных такой форме износа. Это поможет сделать конструкции на их базе более долговечными и надежными, считают исследователи.
Если вы хотите стать героем публикации и рассказать о своем исследовании, заполните форму на сайте РНФ
