Разработан новый многообещающий сплав, обладающий исключительными характеристиками жаропрочности и повышенной коррозионной стойкости, что является особенно актуальным для высокотехнологичных отраслей.
Специалисты Университета МИСИС представили новейший аморфный сплав, обладающий особыми свойствами. Он сочетает превосходную жаростойкость и коррозионную стойкость. Такие материалы вызывают значительный интерес в сферах, где критически важны высокая выносливость и способность противостоять экстремальным условиям, например, в атомной энергетике и переработке нефти, отмечается на сайте учебного заведения.
Основные преимущества данного материала заключаются в его способности сохранять целостность структуры до температуры 800 °C. Эти уникальные качества открывают возможности для широкого применения инновации в защитных покрытиях ключевых элементов газовых турбин, оболочках ядерных реакторов, конструкциях теплообменников и трубопроводах нефтяной и газовой отраслей.
Для улучшения свойств стальных сплавов обычно добавляют бор, однако этот метод ограничивается образованием хрупких соединений — интерметаллидов, что негативно сказывается на многих важных характеристиках материала, особенно на коррозионной стойкости. Чтобы решить эти проблемы, российские ученые провели глубокое исследование механизма кристаллизации сложного многокомпонентного сплава, основой которого служат железо и никель.
Аморфный сплав напоминает застылая жидкость, где атомы располагаются в произвольном порядке. Под действием нагрева такой сплав превращается в смесь различных структур, аналогично тому, как мороженое разделяется на отдельные элементы — кристаллы льда и капли масла. Ученым удалось преодолеть это ограничение, добившись преобразования аморфного сплава в цельную структуру с гранецентрированной кубической решеткой, содержащей значительное количество бора и атомы пяти различных металлов. Этот эффект стал возможен благодаря присутствию ванадия, который стабилизировал систему.
«Ванадий создает мощное химическое взаимодействие с бором, что позволяет избежать формирования отдельных хрупких фаз, которые могли бы ослабить материал. Кроме того, ванадий замедляет движение атомов в сплаве, что предотвращает перераспределение элементов», — комментирует д.ф-м.н. Алексей Родин, профессор кафедры физической химии НИТУ МИСИС.
Проведенная работа открывает новые перспективы для создания долговечных и коррозионно-стойких покрытий, предназначенных для эксплуатации в жестких условиях агрессивных сред. Если данную разработку внедрить в производство, появится возможность получать материалы с выдающимися механическими и термостойкими свойствами.
Фото: hi-tech.mail.ru