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研究团队提出了生产超塑丝的技术

当前,低合金铝被广泛用于电气工程和机械制造。同时,应该指出的是,现代电气工程对铝合金提出了很高的要求,在某些情况下要求相互排斥。

例如,如果要在长期暴露于某些温度的条件下使用,导电铝合金必须既具有高电导率和强度,有时又具有长期热稳定性。通常,通过复杂的合金化来提供铝合金的高强度和热稳定性,这导致材料的电导率急剧下降。

2017年,在莫斯科特殊合金加工工厂的倡议下,下诺夫哥罗德Lobachevsky大学物理与技术研究所的研究团队承担了改善铝合金性能的任务。为了获得新的低合金铝合金,下诺夫哥罗德的研究人员使用了真空感应铸造技术。

UNN物理与技术研究所材料诊断实验室负责人Alexey Nokhrin教授说,主要任务之一是开发新型铝合金的铸造方案。

“铸造金属的结构非常不均匀,具有针状枝晶结构,并且包含铸造产生的大颗粒。因此,很难形成铸造金属。为了获得所需的结果,首先必须非常精确地确定有助于去除大颗粒的金属铸造方式,然后通过塑性变形来细化铸造的枝晶结构,第二步特别困难,因为不可能如通常在工厂中进行的那样,在高温下对合金进行处理。温度升高会导致大颗粒的沉淀,这会导致直径小于0.5毫米的焊丝破裂。” 。

为了解决获得细线的问题,UNN科学家进行了大量研究,研究了铸造方式对含镁和scan微添加剂的铝合金结构和性能均匀性的影响。包括等通道角挤压和旋转锻造在内的强化塑性变形技术被用作控制铝合金组织的关键方法。

结果,在通过退火形成纳米颗粒的合金中获得了均质的高塑性结构,这提供了所制造导线的所需强度和耐热水平。

新合金已显示出许多独特的特性。洛巴切夫斯基大学的研究人员设法解决了同时增加合金的电导率,强度和热阻的难题,同时确保了高温下很高的可塑性。

研究表明,新合金具有超塑性:在500摄氏度和高变形率下进行拉伸测试期间,样品的伸长率超过1000%,并且在冷却后变得非常坚固并具有导电性。

“当特殊的变形机制被激活并且金属像液体玻璃一样“流动”时,这将使制造商能够利用超塑性机制来制造金属丝。”

目前,该团队正在研究项目的下一阶段。研究人员正在研究用其他合金添加剂(Zr,Yb等)代替昂贵的scan的可能性。目的是保持所生产合金的高特性,同时大幅降低其成本。

洛巴切夫斯基大学团队的研究结果发表在《合金与化合物杂志》(2020,v.831,文章ID 154805)中。

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