Прорыв в криогенной обработке. БелГУ улучшает свойства алюминиевых сплавов

Ученые НИУ «БелГУ» разработали усовершенствованную технологию обработки криогенных алюминиевых сплавов, которая позволяет создавать изделия с высокой прочностью без дополнительной термической обработки.

Алюминиевые сплавы системы Al-Mg-Sc часто используются для изготовления криогенного оборудования, в частности, для емкостей хранения и транспортировки жидких газов. Научная группа под руководством профессора кафедры материаловедения и нанотехнологий, доктора физико-математических наук Рустама Кайбышева разработала метод обработки сплава Al-Mg-Mn-Sc-Zr. Этот метод позволяет без дополнительной термической обработки получать изделия с высокими прочностными характеристиками.

Исследования проводились на базе центра коллективного пользования «Технологии и материалы НИУ «БелГУ». По словам директора ЦКП Дамира Тагирова, новая технология позволяет уменьшить толщину криогенных изделий, что приведет к снижению веса конструкции на 20%. При сохранении прежней толщины изделия будут на 15% прочнее аналогов.

«В разработанной технологии нам удалось упростить технологический процесс, повысить прочность и сохранить достаточный уровень пластичности сплава при криогенной температуре. Это имеет большое значение для деталей и изделий криогенного оборудования», — сообщил Дамир Тагиров.

— Дамир Тагиров, директор ЦКП НИУ «БелГУ»

Инновационная технология включает перегрев расплава до 760-800°С, отливку слитка и двенадцатичасовой отжиг при 360-380°С, затем механическую обработку и прессование слитка. Для снятия напряжения заготовку прямоугольного сечения отжигают при 340-350°С в течение 40 минут. Далее проводится деформация методом равноканального углового прессования при 295-305°С с 12 проходами и поворотом заготовки на 90° после каждого прохода. Увеличение количества подходов деформации и холодная прокатка с обжатием 80% на завершающем этапе обеспечивают формирование однородной мелкозернистой структуры с повышенной плотностью дислокаций.

Исследования по обработке криогенных алюминиевых сплавов выполнены при поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». В настоящее время ведутся поиски индустриального партнёра для промышленного внедрения запатентованной технологии.