МОСКВА, 19 окт — РИА Новости. Управлять "неравномерностью" свойств сплавов для создания более прочных корпусов спутников и самолетов научились ученые СФУ. Для этого специалисты предложили новые технологии производства листопрокатных корпусных деталей, которые учитывают природную изменчивость сплавов на основе алюминия, рассказали в пресс-службе университета.
В металлах и сплавах, как и в минералах, атомы формируют упорядоченную структуру — кристаллическую решетку, которая определенным образом ориентирована в пространстве. В зависимости от того, по какой оси кристалла прикладывается напряжение, он может вести себя по-разному, объяснили специалисты Сибирского федерального университета (СФУ).
"Дело в том, что атомы в кристаллической решетке располагаются несимметрично. Из-за этого в разных направлениях расстояния между атомами и силы межатомных связей различаются. Поэтому и свойства металла, зависящие от кристаллической решетки (прочность, пластичность, модуль упругости), будут разными", — объяснил один из авторов исследования, заведующий кафедрой обработки металлов давлением СФУ Денис Ворошилов.
Специалист добавил, что гнуть металлический лист вдоль волокон сплава проще, чем поперек, однако его внутренние напряжения будут выше, а риск появления трещин на внешнем радиусе вырастет. А согнуть лист поперек волокон сложнее, однако риск трещин на внешнем радиусе окажется ниже, а угол изгиба получится более стабильным. Поэтому у деталей, работающих на изгиб, линию изгиба традиционно делают поперек волокон, чтобы снизить риск разрушения, пояснил Ворошилов.
Ученые СФУ предложили "управлять" неравномерностью свойств сплавов алюминия с добавлением редкоземельного элемента скандия (Sc), которые используют для постройки корпусов самолетов и спутников, с помощью разных схем прокатки листов, а также с последующим применением новых способов и устройств для листовой штамповки. По мнению специалистов, новый подход позволит снизить количество бракованных тонкостенных деталей из сплава 1580.
"Специальный способ прокатки также позволит экономить ресурсы за счет большего процента качественных деталей. Особенно критично это из-за добавления в подобные материалы дорогих редкоземельных элементов", — добавила аспирант кафедры обработки металлов давлением СФУ Марина Ворошилова.
В этом году СФУ также реализует научно-популярный проект "Сибирское редкоземье. Металлы для жизни" при поддержке Минобрнауки России в Десятилетие науки и технологии.
Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда и Красноярского краевого фонда науки.
