俄羅斯學者製造出航空業和汽車業用最堅固合金

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俄羅斯國家研究型工藝技術大學“莫斯科鋼鐵合金學院”(NUST MISIS)的學者們製造出可用在各種現代交通上的高效廉價鋁合金。上述研究發表在《材料科學與工程》上。

從應用範圍來看,鋁與鋁合金僅次於鐵合金之後。鋁容易被鍛造、衝壓、軋制,特點是密度低,產品輕盈。

鋁合金抗腐蝕強度高、導熱性導電性強(導熱導電損失最少)、堅固且可塑,加工性佳。廣泛應用在航空業中,比如:在許多大型客機中,鋁製品佔整體結構質量的20%以上。鋁合金取代了汽車零件中的鋼,降低了汽車的重量,由此節約了燃料。

機械製造業中傳統的復合剖面薄壁零件生產技術建立在薄鋼板衝壓的方法之上。這種技術的特點是金屬使用率低、配套單位和固定構件量大(通過衝壓獲得的複雜零件由需要鉚接或焊接的部分構成)。

俄羅斯國家研究型工藝技術大學“莫斯科鋼鐵合金學院”的研究者們為自己的定下的任務是在室溫下研發出更高強度的鋁合金,這種鋁合金能夠在速度提升的情況下進行超塑性成形。

研究主持者、俄羅斯國家研究型工藝技術大學“莫斯科鋼鐵合金學院”副博士阿納斯塔西婭·米哈伊洛芙斯卡婭向俄羅斯衛星通訊社和廣播電台介紹說,

“我們在大約800度的高溫下,在高爐中融化必要部件,澆注出專門的形狀。接下去,我們韌化鋁錠,把它軋製成鋁板。在每個階段,對我們來說,重要的是控制微結構,在中期工序後,其參數決定了最終鋁板的結構。為此我們使用了放大倍數高達2萬倍的顯微鏡。爾後,我們通過把樣品拉伸到斷裂的方式,在室溫下和高溫下(400度至500度)分析合金樣品的性質、強度和塑性”。

米哈伊洛芙斯卡婭說,在通過壓力加工金屬時實現超塑性的效果,有助於在強度相對不大的設備上的一個工序內獲得非常接近於最終產品的形狀複雜的零件。這有助於大幅降低勞動量和產品製造成本。

研究共同作者、俄羅斯國家研究型工藝技術大學“莫斯科鋼鐵合金學院”研究生安娜·基希克表示,今天存在幾種超塑性合金,其中大多合金的變形速度非常低,相對拉伸率大約在300%。

基希克向俄羅斯衛星通訊社和廣播電台介紹說,

“按照這種速度,一個中等難度零件的成形需要幾個小時,技術過程的價值佔最終產品價值的70&到80%之間。相應地,把成形時間縮減到原來的幾分之一將有助於增加產量,降低產品價值。我們推出了新的合金,把一個零件的生產時間減少到了15到20分鐘之間,可能的變形程度超過400%”。

研究者們近期將從事獲取國際專利的工作。

 

 

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