Результаты предлагают «рецепт» для тонкой настройки сплавов для использования при высоких температурах

Суперсплавы, которые выдерживают чрезвычайно высокие температуры, вскоре могут быть еще более точно настроены на определенные свойства, такие как механическая прочность, в результате новых результатов, опубликованных сегодня.


Явление, связанное с эффектом инвара, которое позволяет магнитным материалам, таким как никель-железо (Ni-Fe) не расширяться при повышении температуры, было обнаружено в парамагнитных или слабо намагниченных жаропрочных сплавах. .

Левенте Витос, профессор Королевского технологического института KTH в Стокгольме, говорит, что это революционное исследование, включающее общую теорию, объясняющую эффект нового инвара, обещает усовершенствовать конструкцию жаропрочных сплавов с исключительной механической стабильностью. Статья опубликована в Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. Исследовательская группа под руководством Витоса состояла из исследователей KTH Чжихуа Донга, Вей Ли и Стефана Шёнекера.

Сокращение от «инвариантной», инварная пластичность позволяет магнитно-неупорядоченным сплавам Ni-Fe демонстрировать практически неизменные деформационные свойства в широком диапазоне температур, что делает их идеальными для турбин и других механических применений при чрезвычайно высоких температурах.

Однако эффект инвара никогда не был полностью понят, и Витос говорит, что эти новые открытия помогают объяснить особые высокотемпературные свойства специальных сплавов, используемых в реактивных двигателях, таких как суперсплавы на основе никеля.

Инвар обладает двумя известными эффектами: тепловым расширением и эластичностью (например, способностью отжиматься после изгиба). Поскольку оба этих эффекта связаны с взаимодействием между температурой и магнитным порядком, они считаются специфическими для магнитоупорядоченных сплавов.

Используя первопринципное квантово-механическое моделирование, исследователи определили, как инвариантная пластичность также возникает в немагнитных сплавах, когда на атомном уровне существует структурный баланс между кубическими и гексагональными плотноупакованными структурами.

Новое открытие является результатом длительного сотрудничества с промышленностью в поиске альтернатив канцерогенному кобальту в твердых металлах, таких как режущие инструменты. Витос говорит, что это открытие расширяет палитру инварных явлений и составов материалов с очевидными последствиями для новых приложений.

«Наши результаты создают новую платформу для адаптации высокотемпературных свойств технологически важных материалов к пластической стабильности при повышенных температурах», – говорит он.

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments