俄罗斯学者制造出航空业和汽车业用最坚固合金

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俄罗斯国家研究型工艺技术大学“莫斯科钢铁合金学院”(NUST MISIS)的学者们制造出可用在各种现代交通上的高效廉价铝合金。上述研究发表在《材料科学与工程》上。

从应用范围来看,铝与铝合金仅次于铁合金之后。铝容易被锻造、冲压、轧制,特点是密度低,产品轻盈。

铝合金抗腐蚀强度高、导热性导电性强(导热导电损失最少)、坚固且可塑,加工性佳。广泛应用在航空业中,比如:在许多大型客机中,铝制品占整体结构质量的20%以上。铝合金取代了汽车零件中的钢,降低了汽车的重量,由此节约了燃料。

机械制造业中传统的复合剖面薄壁零件生产技术建立在薄钢板冲压的方法之上。这种技术的特点是金属使用率低、配套单位和固定构件量大(通过冲压获得的复杂零件由需要铆接或焊接的部分构成)。

俄罗斯国家研究型工艺技术大学“莫斯科钢铁合金学院”的研究者们为自己的定下的任务是在室温下研发出更高强度的铝合金,这种铝合金能够在速度提升的情况下进行超塑性成形。

研究主持者、俄罗斯国家研究型工艺技术大学“莫斯科钢铁合金学院”副博士阿纳斯塔西娅·米哈伊洛芙斯卡娅向俄罗斯卫星通讯社和广播电台介绍说,

“我们在大约800度的高温下,在高炉中融化必要部件,浇注出专门的形状。接下去,我们韧化铝锭,把它轧制成铝板。在每个阶段,对我们来说,重要的是控制微结构,在中期工序后,其参数决定了最终铝板的结构。为此我们使用了放大倍数高达2万倍的显微镜。尔后,我们通过把样品拉伸到断裂的方式,在室温下和高温下(400度至500度)分析合金样品的性质、强度和塑性”。

米哈伊洛芙斯卡娅说,在通过压力加工金属时实现超塑性的效果,有助于在强度相对不大的设备上的一个工序内获得非常接近于最终产品的形状复杂的零件。这有助于大幅降低劳动量和产品制造成本。

研究共同作者、俄罗斯国家研究型工艺技术大学“莫斯科钢铁合金学院”研究生安娜·基希克表示,今天存在几种超塑性合金,其中大多合金的变形速度非常低,相对拉伸率大约在300%。

基希克向俄罗斯卫星通讯社和广播电台介绍说,

“按照这种速度,一个中等难度零件的成形需要几个小时,技术过程的价值占最终产品价值的70&到80%之间。相应地,把成形时间缩减到原来的几分之一将有助于增加产量,降低产品价值。我们推出了新的合金,把一个零件的生产时间减少到了15到20分钟之间,可能的变形程度超过400%”。

研究者们近期将从事获取国际专利的工作。

 

 

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