Специалисты Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ») разработали уникальный, так называемый высокоэнтропийный металлический сплав, обладающий одновременно высокой прочностью и пластичностью и который может быть востребован при создании газотурбинных двигателей нового поколения для авиации, сообщила пресс-служба БелГУ.

Современные газотурбинные двигатели должны обладать высокой энергоэффективностью. Но, как считают эксперты, невозможно добиться значительного повышения этого показателя, используя в качестве материалов для таких двигателей никелевые и титановые сплавы. В последнее время в мире в качестве перспективной замены существующих высокотемпературных материалов рассматривают тугоплавкие высокоэнтропийные сплавы.

Такие сплавы, состоящие, как правило, из четырех-пяти и более тугоплавких металлов с добавками алюминия и кремния, взятых в приблизительно равных долях, обладают исключительной прочностью при экстремально высоких температурах. Однако большинству этих сплавов присуща крайне низкая пластичность при комнатной температуре. При этом управлять структурой и свойствами тугоплавких высокоэнтропийных сплавов за счет стандартных технологических методов, как, например, термическая обработка, зачастую невозможно.

Ученые БелГУ нашли решение этой проблемы: созданный ими тугоплавкий высокоэнтропийный сплав одновременно обладает уникальными характеристиками — прочностью и пластичностью.

«Проведенное исследование показало, что механические свойства нашего материала, состоящего из титана, ниобия, гафния и алюминия, могут быть точно "настроены» в процессе простой термической обработки. Например, для получения пластичного состояния необходимо провести высокотемпературный отжиг. В свою очередь, последующий отжиг при более низкой температуре повышает прочность сплава на 50 процентов при комнатной и повышенной температурах без значительной потери пластичности", — рассказал научный сотрудник лаборатории объемных наноструктурных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий БелГУ Никита Юрченко, слова которого приведены в сообщении.

Авторы этой разработки предполагают, что многокомпонентная природа сплава и, как следствие, сложные взаимосвязи между его составными элементами являются причиной того, что при значительном повышении прочности сохранилась достаточная пластичность материала.

«Благодаря уникальному сочетанию характеристик прочности и пластичности наш сплав будет востребован для создания лопаток и дисков газотурбинных двигателей. Сегодня мы продолжаем исследования эксплуатационных характеристик нового материала, на основании которых предметно оценим перспективы его дальнейшего практического применения», — отметил Юрченко.