Российские исследователи создали алюминиевые сплавы по оригинальной технологии и обнаружили у них эффект сверхпластичности — при небольшом нагреве материал мог растягиваться до 1000%. Статья об открытии опубликована в Journal of Alloys and Compounds.

Сегодня специалисты используют низколегированные алюминиевые сплавы в электротехнике и машиностроении. Однако требования к ним зачастую очень высокие и в ряде случаев взаимоисключающие. Например, требуется, чтобы проводниковые алюминиевые сплавы обладали одновременно высокой электропроводностью и прочностью, а также имели термическую стабильность на протяжении долгого времени. Обычно это обеспечивается за счет сложного легирования, которое приводит к резкому снижению электропроводности материалов.

Исследователи из Научно-исследовательского физико-технического института Нижегородского государственного университета имени Н. И. Лобачевского в новой работе использовали для получения новых низколегированных алюминиевых сплавов технологию индукционного литья в вакууме.

Для этого исследователи сначала тщательно изучили влияние режимов литья на однородность структуры и свойств алюминиевых сплавов, которые содержат микродобавки магния и скандия. Для управления структурой алюминиевых сплавов авторы использовали технологии интенсивного пластического деформирования — равноканального углового прессования и ротационной ковки.

С помощью этого исследователи смогли сформировать в полученных сплавах однородную высокопластичную структуру, в которой с помощью отжига выделили наночастицы, увеличивающие прочность и термостойкость конечного продукта — тонкой проволоки. Кроме того, оказалось, что сплавы обладают рядом уникальных характеристик. Например, для них характерен эффект сверхпластичности — при испытаниях на растяжение при температуре 500 °С и высоких скоростях деформации образцы удлинялись более чем на 1000%, а после охлаждения вновь становились очень прочными и электропроводящими.

«Наша технология позволит производителям создавать проволоку в режиме сверхпластичности, когда включаются особые механизмы деформации и металл начинает течь, как жидкое стекло», — рассказывает один из авторов работы, заведующий лабораторией диагностики материалов Научно-исследовательского физико-технического института Университета Лобачевского Алексей Нохрин.