Что могут вместе алюминий, медь и марганец
В Московском политехе разрабатывают трубы для хранения и транспортировки водорода
Ученые Московского политеха работают над разработкой технологии производства деформированных полуфабрикатов сплава системы Al-Cu-Mn. Ее планируют применять в системах хранения и транспортировки водородного топлива. Проект рассчитан на три года, его реализуют на средства гранта имени Капицы по программе «Приоритет 2030».
Фото: sergei a xdj / unsplash.com
«Сплавы на основе алюминия играют важную роль во многих отраслях промышленности, в том числе и в ракетно-космической,— объясняет кандидат технических наук Александр Кошмин.— Задачей нашего исследования является изучение алюминиевых сплавов, легированных медью, марганцем, кремнием, магнием и другими элементами, а главное — разработка наиболее рациональных маршрутов их термической и деформационной обработки».
По словам эксперта, баки для сжиженного водородного топлива некоторых космических кораблей, например «Бурана» и «Чанчжэн-5», выполнены из алюминиевых сплавов систем легирования Al-Cu и Al-Cu-Mn. Легирование — это изменение физических и (или) химических свойств основного материала путем добавления в состав материалов примесей. Группа сплавов Al-Cu и Al-Cu-Mn отличается высоким уровнем функциональных свойств не только при комнатной и повышенной температурах, но и при криогенных, то есть от 0,7 до 120 кельвинов. Это важно в условиях хранения сжиженного газа.
Однако легирование алюминия, особенно медью, снижает его коррозионную стойкость и способствует развитию водородного охрупчивания, то есть разрушения. Поэтому сегодня важно найти такой состав сплава и способ производства из него листов и труб, который бы обладал большей устойчивостью к подобным явлениям.
Исследования проводят с применением новых методик, находящихся на стыке технологии материалов, физической химии, обработки давлением, температурой и других.
«Полуфабрикаты из исследуемых сплавов, от которых в дальнейшем отбираются образцы, производят по технологиям и режимам, аналогичным реальным производственным процессам, но с учетом масштабного фактора. Для этого используются тигельные плавильные печи, станы горячей и холодной прокатки, печи для термической обработки»,— резюмирует Кошмин.
Ученые планируют, что полученные данные послужат основой для разработки прикладных концепций по получению плакированных полос и прессованных труб из алюминиевых сплавов, они будут иметь повышенный комплекс технологических и эксплуатационных характеристик.