УчеСпециалисты НИТУ МИСИС разработали металлический порошок на основе алюминия, демонстрирующий в пять раз большую пластичность по сравнению с существующими материалами аналогичного класса, сохраняя при этом сопоставимую прочность. Изделия, изготовленные из данного сплава, сохраняют свои характеристики при нагревании до 300°C, что делает его многообещающим решением для применения в аэрокосмической, автомобильной и энергетической сферах.

В настоящее время аддитивные технологии открывают возможности для изготовления изделий сложной конфигурации, создание которых традиционными методами литья затруднено. При лазерной 3D-печати металлом наиболее распространенным выбором являются силумины – сплавы алюминия с кремнием. Тем не менее, подобные конструкции подвержены быстрой потере прочности при воздействии высоких температур, и улучшение их характеристик посредством термической обработки оказывается практически невозможным. В связи с этим для повышения жаропрочных свойств и термостойкости в состав алюминиевых сплавов вводят никель, церий или медь, однако это приводит к увеличению удельного веса и стоимости конечного продукта. Для преодоления данной проблемы исследователи из Университета МИСИС предложили инновационный подход, основанный на системе алюминий-кальций.

«Повышение плотности материала напрямую связано с увеличением его прочности и снижением вероятности возникновения трещин во время эксплуатации. Нашей команде удалось минимизировать пористость образцов путем подбора оптимального соотношения мощности лазера и скорости печати. При этом кальций, используемый в качестве добавки, заменяет более дорогие легирующие элементы, обеспечивая аналогичную эффективность и одновременно уменьшая удельный вес готового изделия», — пояснил Николай Летягин, кандидат технических наук и ведущий инженер научного проекта кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.

Образцы способны выдерживать нагрузку на разрыв до 366 МПа и при этом демонстрируют удлинение до 30% без потери целостности. Сочетание высокой прочности и пластичности позволяет деталям более эффективно справляться с механическими воздействиями, что способствует снижению риска внезапных поломок. Подробные данные исследования доступны для ознакомления в научном журнале Journal of Manufacturing and Materials Processing (Q1).

«Ключевым достоинством разработанного сплава является его стойкость к воздействию высоких температур. После нагрева до 300°C он демонстрирует минимальное снижение твердости, в то время как у обычных алюминиево-кремниевых материалов этот показатель падает приблизительно на треть. Это открывает перспективы для применения сплава при производстве деталей, функционирующих в условиях повышенных температур, например, в силовых агрегатах и двигателях», — отметил д.т.н. Торгом Акопян, старший научный сотрудник кафедры обработки металлов давлением НИТУ МИСИС.

Исследование проводилось при финансовой поддержке Министерства науки и образования Российской Федерации (грант FZRR-2026-0005) и Российского научного фонда (проект № 23-79-10147).

Информация предоставлена пресс-службой НИТУ МИСИС