В России разработали новый сплав для авиации и космонавтики

Материаловеды НИТУ «МИСиС» разработали инновационный и экономичный способ производства магниевых сплавов для нужд авиакосмической промышленности и машиностроения. Использование флюса нового типа позволяет получить уникальный металл с повышенной коррозионной стойкостью и хорошими механическими свойствами. Конструкции и детали из магния помогут существенно уменьшить массу самолета или автомобиля.

Магний — очень легкий металл, однако его плотность меньше, чем у титана и алюминия: 1,73 грамма на кубический сантиметр по сравнению с 4,5 и 2,7 грамма, соответственно. Для авиации и космоса, где борьба за каждый килограмм идет не на жизнь, а на смерть, это очень весомая разница. Однако низкая коррозионная стойкость магниевых сплавов российского производства не позволяет применять их в авиа-, ракето- и автомобилестроении. Это, в свою очередь, отрицательно сказывается на конкурентоспособности российской техники на мировом рынке.

Для магниевых сплавов характерна высокая химическая активность в расплавленном состоянии, из-за чего их невозможно плавить без специальных защитных мер, исключающих контакт с воздухом.

Поэтому еще на начальном этапе развития магниевой промышленности разработали такой способ: на поверхность расплава наносят специальную легкоплавкую соль — флюс, которая растекается и предохраняет металл от окисления и возгорания. На плавку, рафинирование и вспомогательные операции при производстве тонны магниевого сплава требуется в среднем 300 килограммов флюса.

Еще одна проблема заключается в том, что высококачественный магниевый сплав должен быть свободным от примесей, особенно хлоридов. Иначе коррозионная стойкость металла резко снизится, а его механические свойства ухудшатся и в результате сплав окажется непригодным в такой требовательной к качеству отрасли, как авиакосмическая.

Исследователи из МИСиС использовали для основы флюса уральский минерал карналлит. Они ввели в него 30% хлорида кальция, получив флюс с высоким очищающим эффектом, что обеспечивают хорошую растекаемость, длительный период с момента нанесения флюса до появления первых очагов возгорания на поверхности расплавленного металла и, что самое главное, полное отсутствие брака по солевым включениям. В итоге гарантированы повышение коррозионной стойкости магниевых отливок, уменьшение потерь легирующих компонентов и, как следствие, стабильный химический состав сплавов.

«Применение созданной в НИТУ „МИСиС“ совместно с индустриальным партнером ООО „ОК СТРОЙБИС“ (крупнейший в России производитель вспомогательных материалов для цветной металлургии. — Прим. ред.) технологии поможет исключить образование содержащих токсичный барий шлаков, улучшить качество производимого магниевого сплава, повысить его конкурентоспособность на внутреннем и внешнем рынках и в конечном счете увеличить импортозамещение в авиакосмическом и автомобильном секторах российской промышленности», — рассказал руководитель проекта, ведущий инженер Центра инжиниринга промышленных технологий НИТУ «МИСиС» Антон Наливайко.

Эта технология в промышленных масштабах позволит снизить стоимость магниевого литья на 20–30% и одновременно повысить его коррозионную стойкость. Следовательно, будут устранены две главные причины ограниченного использования подобных сплавов в российской авиакосмической отрасли.

Сейчас разработчики заняты созданием экспериментальной площадки по получению пробной партии высокоэффективных флюсов для укрупненных лабораторных испытаний.

НИТУ МИСИС выиграл грант на запуск акселератора студенческих стартаповНИТУ МИСИС выиграл грант на запуск акселератора студенческих стартапов
Погружение в МИР МИСИС началось для первокурсниковПогружение в МИР МИСИС началось для первокурсников
Поздравление ректора с Днём шахтёраПоздравление ректора с Днём шахтёра