11.11.2015

Исследователи нашли способ сделать металлы прочнее без ущерба для пластичности

Исследователи из университета Северной Каролины совместно с китайской научной академией нашли способ, позволяющий придать титану еще больше прочности без ущерба для важного для любого металла качества - пластичности, чего никто не достиг прежде. Исследователи полагают, что эта технология может быть использована и для других металлов.

«Исторически сложилось так, что металл является либо прочным, либо ковким, и редко когда присутствуют оба качества, одновременно», комментирует Юнь Тянь Чжу, профессор материаловедения и инженерии в университете штата Северная Каролина и соавтор документа с описанием работы. «Нам удалось получить лучшее сочетание. Это позволит нам создать материалы для использования в производстве, прочные, но достаточно пластичные, чтобы они выдерживали ударные и прочие нагрузки».

Ключевой идеей здесь является размер кристаллов в металле. Металлы с малым размером более сильные, они могут выдержать большее усилие, прежде чем начинают деформироваться. Но металлы с малым размером кристаллов являются также менее пластичными, а значит, они могут выдержать меньшую нагрузку до разрушения.

Новая методика манипулирует размерами кристаллов в металле, чтобы придать ему прочность ультрамелкозернистого титана, и пластичность крупнозернистого, с помощью асимметричной прокатки для обработки двухмиллиметровой толщины листа титана.

Лист проходит между двумя роликами, но один из роликов вращается быстрее, чем другой. Это не только делает лист тоньше, но, в силу разных скоростей роликов создает деформации в металле, что разрушает кристаллическую структуру, создавая мелкозернистую структуру.

Затем лист подвергается нагреву 475 градусов Цельсия в течение пяти минут. Этот второй процесс создает лоскутное одеяло из мелких и крупных зерен. Полученный материал прочнее мелкозернистого титана, потому что окружающие слой мелкие зерна затрудняют деформацию для крупных зерен.

Но различные размеры зерна должны координировать друг с другом, так же, как регулируется движение, чтобы учесть более медленные машины на дороге. Перепад в размерах зерна создает явление, называемое деформационное упрочнение.

Команда работает и над другими проектами, чтобы подтвердить, что этот метод будет работать для других металлов и сплавов.

Источники:

1. новости-краснодар.рф