В НИУ «БелГУ» усовершенствовали технологию обработки криогенных алюминиевых сплавов

Алюминиевые сплавы системы Al-Mg-Sc применяют для изготовления криогенного оборудования. В частности, методом формовки при криогенных температурах (-153°С) из этих сплавов изготавливают ёмкости для хранения и транспортировки жидких газов.

Учёные Белгородского госуниверситета под руководством профессора кафедры материаловедения и нанотехнологий, доктора физико-математических наук Рустама Кайбышева разработали способ обработки криогенного алюминиевого сплава системы Al-Mg-Mn-Sc-Zr, позволяющий без дополнительной термической обработки получать изделия криогенного назначения с высокими прочностными свойствами.

Как отметили разработчики, увеличение прочности сплава произошло за счёт однородной мелкозернистой структуры с повышенной плотностью дислокаций.

Исследования проведены на базе центра коллективного пользования «Технологии и материалы НИУ «БелГУ». По словам директора ЦКП Дамира Тагирова, предложенный способ даёт возможность уменьшить толщину криогенных изделий, что должно привести к снижению веса конструкции приблизительно на 20 процентов. При сохранении прежней толщины изделия из него будут на 15 процентов прочнее его 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 Вагизович.

Инновационная технология обработки криогенных алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Mn-Sc-Zr предусматривает перегрев расплава до температуры 760-800°С, отливку слитка и двенадцатичасовой отжиг при температуре 360-380°С, за которыми следуют механическая обработка и прессование слитка. Для снятия напряжения полученную заготовку прямоугольного сечения в течение 40 минут отжигают при температуре 340-350°С. Затем проводят деформацию заготовки методом равноканального углового прессования при температуре 295-305°С, совершая 12 проходов через оснастку с поворотом заготовки на 90° после каждого прохода. Увеличение количества подходов деформации и холодная прокатка с суммарным обжатием 80% на завершающем этапе обеспечивают формирование в сплаве однородной мелкозернистой структуры с повышенной плотностью дислокаций без дополнительной термической обработки.

Часть исследований в рамках научного проекта по обработке криогенных алюминиевых сплавов выполнена при поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030». В настоящее время ведутся поиски индустриального партнёра для промышленного внедрения запатентованной технологии. 

Информация подготовлена при поддержке гранта Минобрнауки России в рамках федерального проекта "Популяризация науки и технологий".