Nové slovo v letectví. V Rusku byla vyvinuta unikátní slitina pro letecké motory s plynovou turbínou

Odborníci Bělgorodské státní národní výzkumné univerzity (BělGU) vyvinuli unikátní kovovou slitinu s vysokou entropií, která má zároveň velkou pevnost a plastičnost, a může být použita při vývoji nové generace leteckých motorů s plynovou turbínou, oznámila tisková služba BělGU.

Moderní motory s plynovou turbínou mají mít vysokou energetickou účinnost. Ale, jak se domnívají odborníci, není možné dosáhnout značného zvýšení tohoto ukazatele, jsou-li pro takové motory používány materiály z niklových a titanových slitin. V poslední době se za nadějnou náhradu existujících vysokoteplotních materiálů považují nesnadno tavitelné slitiny s vysokou entropií.

Podobné slitiny, které se skládají zpravidla ze 4, 5 a více nesnadno tavitelných kovů s příměsemi hliníku a křemíku v přibližně stejném množství, mají mimořádnou pevnost při extrémně vysokých teplotách. Pro většinu těchto slitin je však příznačná krajně nízká plastičnost za laboratorní teploty. Přitom často nebývá možné měnit strukturu a vlastnosti nesnadno tavitelných slitin s vysokou entropií pomocí standardních technologických metod, například tepelného zpracování.

Vědci z BělGU tento problém vyřešili, jimi vyvinutá nesnadno tavitelná slitina s vysokou entropií má zároveň dvě unikátní vlastnosti – pevnost a plastičnost.

„Provedené výzkumy ukázaly, že mechanické vlastnosti našeho materiálu, který se skládá z titanu, niobu, hafnia a hliníku, mohou být přesně ‚naladěny´ v průběhu tepelného zpracování. Například pro dosažení plastického stavu je třeba provést žíhání při vysokých teplotách. A následující žíhání při nižších teplotách zvyšuje pevnost slitiny o 50 % za laboratorní teploty a vyšších teplot bez značné ztráty plastičnosti,“ řekl vědecký pracovník laboratoře objemných nanostrukturních materiálů Vědeckovýzkumného ústavu materiálů a inovačních technologií BělGU Nikita Jurčenko, jehož slova byla uvedena ve zprávě.

Autoři tohoto projektu předpokládají, že vícesložková podstata slitiny a v důsledku toho i složité vzájemné vztahy mezi jednotlivými složkami jsou příčinou toho, že při značném zvýšení pevnosti se zachovala dostatečná plastičnost materiálu.

„Díky jedinečnému spojení charakteristik pevnosti a plastičnosti bude naše slitina vyžádána na výrobu lopatek a turbínových kotoučů pro letecké motory s plynovými turbínami. V současné době pokračujeme ve výzkumech provozních charakteristik nového materiálu, na jejichž základě konkrétně zhodnotíme perspektivy jeho dalšího praktického využití,“ podotkl Jurčenko.