Ученые отжигают — и добиваются прочности
Московский Политех предлагает несколько новых алюминиево-кальциевых сплавов
Грант на 5,8 млн руб. ежегодно до 2024 года получила группа исследователей из Московского политехнического университета от Российского научного фонда. Им предстоит найти решение практической задачи — разработать новые алюминиево-кальциевые сплавы, которые в литом и деформированном состоянии могли бы применяться для создания сварных конструкций. Для получения слитков разрабатываемых сплавов предусматривается использование вторичного сырья, например лома банок для упаковки напитков.
Фото: Эмин Джафаров, Коммерсантъ
Группу из восьми человек возглавил профессор Московского политехнического университета, академик Международной академии информатизации, доктор технических наук Виктор Овчинников. Ученые планируют осуществить разработку литейных алюминиево-кальциевых сплавов, которые могли бы подвергаться прокатке для получения листов, а также обладали удовлетворительной свариваемостью, обеспечивающей получение качественных соединений.
Для изготовления алюминиевых конструкций часто требуется выполнять сварные соединения деталей из литейных сплавов и деформируемых сплавов. Основная сложность заключается в том, что эти детали обладают различными свойствами при существенных различиях в химических составах. Выполнение таких соединений вызывает ряд технологических проблем для решения которых требуются разработка специальных присадочных материалов и модернизация процессов сварки. Даже выполнение указанных мероприятий далеко не всегда гарантирует получения качественных сварных соединений.
«У новых разрабатываемых алюминиево-кальциевых сплавов в отличие от традиционных сплавов есть одна важная особенность. Эта особенность заключается в том, что эти сплавы упрочняются при отжиге, тогда как известные сплавы разупрочняются. Например, чтобы получить изменение фазового состава, за счет чего и происходит упрочнение традиционных алюминиевых сплавов, заготовку нужно выдерживать 24 часа при температуре 150–180 градусов, в то время как выбранный нами способ — отжиг — требует всего три часа. Другими словами, происходит восьмикратная экономия времени»,— отмечает ученый.
Исследование базируется на результатах предыдущих экспериментов, в результате был получен сплав системы алюминий—кальций—медь—магний, который показал возможность получения сварных соединений как при сварке плавлением, так и при сварке трением с перемешиванием. Новое исследование должно подтвердить уже полученные результаты, найти новые химические составы, разработать практические рекомендации получения таких сплавов и, что не менее важно, запатентовать как сами сплавы, так и технологию получения из них сварных соединений.
«Думаю, что уже в рамках этого гранта мы сможем перейти к этапу организации производства таких сплавов на предприятиях в рамках постановления правительства №218 “О мерах государственной поддержки развития кооперации российских высших учебных заведений и организаций, реализующих комплексные проекты по созданию высокотехнологичного производства”»,— говорит Виктор Овчинников. В качестве индустриальных партнеров ученый называет «Русал», СМЗ «Арконик», региональные предприятия, в частности Каменск-Уральский завод по обработке цветных металлов и Самарский металлургический завод.
Разрабатываемые сплавы отличает то преимущество, что для их промышленного освоения достаточно отечественного оборудования и производственных мощностей, не требуются иностранные лицензии, комплектующие, сырье.