Учёные укрепили сплавы для реакторов и двигателей с помощью нагрева

Учёные из Университета Бирмингема обнаружили, что с помощью одного лишь нагрева можно изменить внутреннюю структуру устойчивых сплавов — это способно радикально поменять производство высокопрочных деталей

Современные термоядерные реакторы и реактивные двигатели сталкиваются с общей проблемой: критически важные детали должны выдерживать экстремальные температуры и нагрузки без появления трещин. Обычно для создания подходящих материалов нужны сложные промышленные процессы — например, многократная прокатка или ковка горячего металла. Исследователи нашли альтернативу.

Новый подход назвали Precipitation Induced Recrystallisation (PIX): он заменяет механическое воздействие контролируемым тепловым напряжением. При термообработке внутри сплава образуются наноразмерные области с иным атомным расстоянием — из-за этого в металле возникает упругая деформация. Под её влиянием микроструктура самостоятельно перекристаллизуется, формируя гораздо более мелкие зёрна. Мелкие зёрна в металле работают как барьеры и останавливают распространение трещин.

Метод испытали в двух областях. Для вольфрамо-хромового сплава (вольфрам — основной кандидат для стенок термоядерного реактора) нагрев до 1 250 °C снизил средний размер зёрен на 60 %. Для титаново-железо-молибденового сплава (его рассматривают для лопаток компрессоров реактивных двигателей) нагрев до 750 °C уменьшил размер зёрен примерно на 90 % и повысил твёрдость на 60 единиц по Виккерсу. Исследование провели совместно с Управлением по атомной энергии Великобритании, ТУ «Горная академия» Фрайберга (Германия) и Городским университетом Гонконга.

Источник: Interesting Engineering