Стальной алюминий.

MOСКВА , 21 сентября 2010 г. , ОРУЖИЕ РОССИИ

Сотрудники Сиднейского университета (Австралия), американских Калифорнийского университета в Дэвисе и Университета штата Северная Каролина, а также Уфимского государственного авиационного технического университета продемонстрировали относительно простой способ повышения прочности алюминиевых сплавов. Материалом исследований стали стержни из коммерчески доступного сплава 7075, использующегося в аэрокосмической промышленности.
Стержни превратили в диски диаметром 20 мм и толщиной 0,8 мм, обработанные затем по методике интенсивной пластической деформации, введённой в употребление в конце прошлого века. Диски располагали между двумя цилиндрическими наковальнями, которые создавали давление в 6 ГПа и вращались друг относительно друга. После 10 оборотов образцы вынимали и некоторое время выдерживали при комнатной температуре, чтобы они "постарели".
Испытания показали, что обработанный таким способом сплав имеет предел текучести (значение механического напряжения, при котором упругая деформация переходит в необратимую пластическую), примерно равный 1 ГПа. Эта величина сравнима с характеристиками сталей. Эти изменения структуры материала определены при помощи разработанной в 80 гг. атомно-зондовой томографии, позволяющей создавать трёхмерные модели расположения атомов.
Оказалось, что диаметр зёрен алюминия уменьшился в среднем до 26 нм, а атомы цинка и магния, входящие в состав исходного сплава, образовали скопления различных размеров внутри и на границах зёрен. Учёные пока не могут объяснить, почему именно такая структура повышает прочность материала. Сейчас они решают, как предложенную методику обработки использовать на практике.

http://www.arms-expo.ru/site.xp/0490...050057050.html

Круто! Может и для БМП броню покрепче склепают. Отдельно радует факт, что и уфимцы причастны к открытию.

Интересная методика.
Кстати, кто в курсе, была давно российская методика, суть которой в том, что расплавленую сталь очень быстро остужали (типа жидким азотом или как-то так), в результате метал застывал не успев кристализоваться и в результате тоже какие-то полезные свойства приобретал. Это было давно (я вроде ещё в школу ходил) и с тех пор ничего не слышно. Чем дело то кончилось ?

Цитата:

---

Сообщение от ZMIY

Интересная методика.
Кстати, кто в курсе, была давно российская методика, суть которой в том, что расплавленую сталь очень быстро остужали (типа жидким азотом или как-то так), в результате метал застывал не успев кристализоваться и в результате тоже какие-то полезные свойства приобретал. Это было давно (я вроде ещё в школу ходил) и с тех пор ничего не слышно. Чем дело то кончилось ?

---

Все хорошо закончилось, криогенную закалку давно и широко используют, насколько мне известно при изготовлении ножей, закалке стволов. Связано с превращением аустенита в мартенсит, российская методика была разработана и воплощена конце 40х годов 20 века, в США.

Так и подумал, что уплотнением добавили прочности...

Интересно, что будет с более толстыми, использующимися на практике, деталями - будет ли повышена прочность только в поверхностном слое? И насколько сильно?

Цитата:

---

Сообщение от CoValent

Так и подумал, что уплотнением добавили прочности...

Интересно, что будет с более толстыми, использующимися на практике, деталями - будет ли повышена прочность только в поверхностном слое? И насколько сильно?

---

Не специалист, но думаю увеличении толщины при такой технологии невозможно, при вращении наковален алюминий течет, а при увеличении толщины будут образоввываться вихри и потеряется однородность...

Интересно какова темпиратура плавления и ближайщего фазового перехода, возможно что при незначительном нагревании структура сплава вернется в свое обычное состояние, так что и обработать на станке будет невозможно.

Цитата:

---

Сообщение от CoValent

Так и подумал, что уплотнением добавили прочности...

Интересно, что будет с более толстыми, использующимися на практике, деталями - будет ли повышена прочность только в поверхностном слое? И насколько сильно?

---

ну похоже так, но это может оказаться только плюсом по аналогии с крупповской закалкой послойной.

ZMIY:

Цитата:

---

Интересная методика.
Кстати, кто в курсе, была давно российская методика, суть которой в том, что расплавленую сталь очень быстро остужали (типа жидким азотом или как-то так), в результате метал застывал не успев кристализоваться и в результате тоже какие-то полезные свойства приобретал. Это было давно (я вроде ещё в школу ходил) и с тех пор ничего не слышно. Чем дело то кончилось ?

---

Сейчас по такой методике (закалкой из жидкого состояния) получают металлические стёкла (аморфные металлы). Их используют в электронике для изготовления сердечников трансформаторов - они обеспечивают очень маленькие потери. Разберите дроссели в компьютере - увидите ленту, наклейки на товары в магазинах, которые пищат при выносе - тоже из таких лент.

CoValent:

Цитата:

---

Так и подумал, что уплотнением добавили прочности...

Интересно, что будет с более толстыми, использующимися на практике, деталями - будет ли повышена прочность только в поверхностном слое? И насколько сильно?

---

Там дело не столько в уплотнении, сколько в наноструктурировании. Сейчас физики твёрдого тела вместе с материаловедами активно копают этот эффект. Теории пока нет, есть масса гипотез. Подобные изменения свойств материалов получаются, когда их при определённых режимах облучают лазером, ионами (плазмой).
Проблема в получении материалов на наковальне Бриджмена (такой пресс с вращающимися платформами) в том, что можно только плоские изделия делать. Причем, если эти изделия сваривать, в местах термического воздействия зёрна опять вырастут и прочность упадёт. Разве что, как в средние века, ламеллярные доспехи из этих пластин на бронетехнику вешать :)

Для "Лотоса" (афтомобиль такой) раму из алюминия склеивали. Если "Дискавери" не врет.

Похоже, не врёт. Сейчас есть хорошие эпоксидные клеи для алюминиевых сплавов. Но опять же, без склейки внахлёст никак. Я же говорю, ламелляр, ну или чешуя дракона. Это кому как нравится :)
Очень заманчиво было бы придумать способ получать объёмные материалы с такой структурой. Думают.

Ну если диски смогли, что мешает делать листы? Пресс должен стать больше, мощнее. Верхнюю и нижнюю стороны листа можно, я думаю, двигать до текучести и без вращения. Возможно даже вибрации будет достаточно. Получатся листы больших размеров. Если принципиально невозможно обрабатывать толстые листы - склеивать их.

Цитата:

---

Сообщение от Kola649

Причем, если эти изделия сваривать, в местах термического воздействия зёрна опять вырастут и прочность упадёт. Разве что, как в средние века, ламеллярные доспехи из этих пластин на бронетехнику вешать :)

---

Сварка трением с перемешиванием спасет отца русской демократии:)

http://www.valmaz.ru/library/svarka_treniem.htm Ближе к середине страницы

На те же заклёпки его.

Алюминий - вообще, очень интересный материал. Очень смутно припоминаю из производственной практики: процесс закалки интересен, набор свойств прочности происходит при комнатной температуре в течении нескольких суток после термообработки.

В связи с повышенной бт дюралевые заклепки не проканают, нужны будут стальные или нержавеющие, а их расклепывать гемор тот еще, ну и сами заклепочные швы есть - прочности и + массы. Надобно переходить на более передовые методы соеденений.

Voban писал:

Цитата:

---

Сварка трением с перемешиванием спасет отца русской демократии :)

---

А там всё равно есть нагрев, который убьет структуру со свойствами.

Можно попробовать ультразвуком варить такие материалы. Я не слышал, чтобы именно их пробовали так сваривать, а вообще метод довольно распространенный. И нагрев очень мал.

Как пример: вольфрам - трудно обрабатываемый материал, из-за своей "ломкости". Очень смутно припоминаю: в советское время, писали об изобретении метода повышения пластичности вольфрама, в период металлообработки, импульсными токами. Кажется, это было не связано с повышением температуры. Надеюсь найдут способ, опираясь на прошлые разработки.