Южнокорейские ученые создали новый «суперсплав»

Легкие, но при этом прочные материалы получили очень широкое распространение на мировом рынке. Они востребованы и активно используются в автомобильной и авиационной промышленности. Научные исследования в этой области ведутся постоянно. Вот и сейчас группа ученых из Южной Кореи смогла создать материал, который по своим свойствам не уступает титану или углепластику, но при этом обходится в 10 раз дешевле, что, разумеется, отразится на стоимости готовых машин или устройств из данного сплава.

Южнокорейские разработчики уверены в том, что уже в ближайшем будущем их сплав можно будет использовать в массовом производстве, к примеру, в автомобильной промышленности. Ученым остается решить лишь проблему с окислением созданного металла, так как для их инновационного сплава нельзя применять обыкновенные силикатные антикоррозионные покрытия, которые подходят для традиционной стали.

Чтобы создать новый материал, команде, представляющей Университет науки и технологии Пхохана, пришлось заниматься решением проблемы, которая встала перед инженерами-материаловедами еще несколько десятилетий назад. Так, в 70-х годах прошлого века ученые в СССР обнаружили, что добавление к стали алюминия в процессе ее варки позволяет на выходе получить более легкий и крепкий металл, однако такой сплав получался очень хрупким. Да, для того чтобы достигнуть пределов его прочности вам пришлось бы применить очень большое усилие, но, достигнув этого предела, сталь просто крошилась и ломалась вместо того, чтобы гнуться.


Южнокорейские ученые создали новый «суперсплав»


Над усовершенствованием свойств стали ученые работают уже давно. Проблемой стали признается то, что она крайне тяжела, хотя и обладает отличной прочностью и ценой. Однако из-за своих весовых характеристик она малопригодна для постройки летательных аппаратов, хотя достаточно широко применяется в автомобильной промышленности, даже несмотря на низкие показатели топливоэффективности выпускаемых машин.

Очевидным решением и выходом из ситуации являются работы по снижению веса стали — сплавка ее с легким и дешевым алюминием. Однако не все так просто, такой путь ведет к появлению вполне определенной проблемы. Все дело в том, что при создании такого металла, фактически речь идет о сплаве железа, алюминия и углерода — атомы железа и алюминия иногда сливаются в довольно странные формы, образуя плотные кристаллические структуры, которым было присвоено определение — B2. Данные структуры отличаются повышенным уровнем прочности, но при этом очень хрупкие. Для того, чтобы преодолеть данное препятствие, южнокорейский автор нового материала Хану Ким принял решение воздействовать на структуру сплава стали-алюминия при помощи современных нанотехнологий.

Ключом к решению проблемы стало добавление в уже известный сплав некоторого количества никеля. Никель хорошо реагирует с алюминием, образуя кристаллы В2 очень небольших размеров — всего несколько нанометров, которые формируются внутри и между зерен стали. Они становятся устойчивы к сдвигу, а также не ломаются, когда к сплаву прилагают существенную силу. Это позволяет избежать возникновения и расширения в металле микротрещин, что обеспечивает ему невероятную прочность. А алюминий в составе дает сплаву необходимую легкость.

Южнокорейские ученые создали новый «суперсплав»


Ученые из Южной Кореи определили, что если кристаллы В2 распределять равномерно по металлу, то он будет очень устойчив к расщеплению. После нескольких лет работ им удалось создать сплав, который оказался на 13% менее плотным, чем сталь и имеющим такое же соотношение веса и прочности, как титановые сплавы. Команда южнокорейских ученых представила результаты своих исследовательских работ на страницах журнала Nature.

Пока что представленная технология используется только в лабораториях и носит экспериментальный статус, но вполне возможно, что через определенный промежуток времени (непродолжительный) она сможет реально использоваться в производстве. А это откроет доступ к не только более дешевым и более прочным автомобилям и самолетам, но и так любимым некоторыми эстетами металлическим смартфонам, сделав цены на них более демократичными. В настоящее время корейские специалисты ведут переговоры с одним из старейших в мире производителей стали — компанией POSCO (наиболее прибыльная сталеплавильная компания в Азии, второй в мире производитель стали по рыночной стоимости) — о запуске нового вида «суперстали» в массовое производство.

Источники информации:
http://gearmix.ru/archives/18101
http://www.popmech.ru/science/55078-osminog-demonstriruet-neveroyatnyy-kamuflyazh
http://nauka24news.ru/?p=6312
http://www.rosbalt.ru/style/2015/02/06/1365470.html
Автор: Юферев Сергей


Мнение редакции "Военного обозрения" может не совпадать с точкой зрения авторов публикаций

CtrlEnter
Если вы заметили ошибку в тексте, выделите текст с ошибкой и нажмите Ctrl+Enter
Читайте также
Комментарии 31
  1. Игорь39 12 февраля 2015 08:09
    Помню в детстве прочитав в каком то журнале про новый легкий и прочный материал карбон,спорили где его применять будут.Теперь я имею удочки и спининги из карбона.Корейцы доведут дело до конца и будут получать прибыль.
  2. Артём 12 февраля 2015 09:44
    То что для корейцев стало открытием, в Татарстане уже лет так 5 успешно выпускают, называется сплав модифицированный чугун! Говорю не понаслышке так как занимаюсь этим проектом по расширению производства. Скажу даже больше есть технология прямого лигирования сталей, т.е. получение лигированного металла напрямую из руды или отходов металлургии - окалины и шламов! Вот так, а Вы корейцы... корейцы.
    1. Первуша Исаев 12 февраля 2015 10:56
      Цитата: Артём
      То что для корейцев стало открытием, в Татарстане уже лет так 5 успешно выпускают, называется сплав модифицированный чугун!


      у нас много чё есть ,но если посмотреть на наши газели то начинаешь сомневаться ,а так ли это? такое впечатление ,что эти газики делаются из самого плохого железа просто намерянно,потому что летом купил газель зимой уже начала гнить,а про ваши материалы дерибаскин не ухом не рылом...
      Первуша Исаев
      1. slovak007 12 февраля 2015 15:49
        Автопроизводителю не выгодно делать долговечные автомобили. Это уже давно известный факт.
      2. Комментарий был удален.
      3. скрепоносец 12 февраля 2015 18:03
        ".. летом купил газель зимой уже начала гнить,.."

        - Авто гниёт если в его производстве использована сталь переработанная из вторчермета (старые опели пример). Металл первой генерации обладает достаточными коррозионными свойствами. То же самое и с алюминием- на авиапроизводство идёт только алюминий первой генерации, повторно использовать его можно только на банки от пива.
        П.С. На украине закрыли недавно последний алюминиевый комбинат, соответственно авиацию свою они уже приговорили..
        1. cast iron 14 февраля 2015 18:06
          Что вы за бред несете))) Вы будет удивлены, но сталеплавильное производство давным давно немыслимо без вторсырья и металлолома. Ибо добывать руду и ее перерабатывать намного труднее и дороже, чем использовать металлолом при плавке и варке.
          Вопрос не в повторном использовании, а в том, что за состав стали используют при производстве тех же Газелей. А также вопрос в окраске, грунте и антикоррозийной обработке при производстве.
      4. Kir 12 февраля 2015 18:38
        А Вы никогда не сталкивались с таким дуализмом. с одной скажем так производитель заинтересован в высокой прибыли, плюс к этому у Нас к сожаления в отличии от "свободных" стран не принято выдавать пожизненную чёрную метку персоналиям на право занимания определённых должностей, и выполнения определённых видов работ, а потому если чё то я по собственному, а далее ещё глядишь и с повышением!
        вторая сторона, это то, что часто происходит нарушение в технологии производства металла(сплава), и тут вообще с одной вроде как и металл тот-же, а по факту не соответствие заявленным свойствам, добавим к этому отсутствие системы ОТК, приёмки, короче всего того что так мешало "прогрессу" в понимании торгашни, и как факт имеем то, что имеем.

        Slovak007, Вы абсолютно правы, о чём говорить если даже качество нынешних ролсов не то что было ранее, правда и производителей понять можно зачем делать вечное как раньше, если ныне часто авто не предмет Гордости и Статуса, а предмет модного антуража!

        По материалам, так та-же вика указывает на молодость сей стали выдержкой более 75лет!, ещё времён 3-го рейха жаропрочный сплав Тинидур.
        Про разворованное наследие СССР просто лучше промолчу, а то матюками по отношению к сторонникам открытого общества и прогресса выскажусь.
        Kir
  3. saag 12 февраля 2015 10:05
    интересно как это в земных условиях сплавили два материала с разной плотностью - сталь и алюминий?
    1. макс702 12 февраля 2015 10:15
      Ага, а еще забыли о оочень разной температуре плавления алюминия и железа.. Видать гугл переводчиком статью перевели..
      1. igor36 12 февраля 2015 11:19
        Цитата: макс702
        Видать гугл переводчиком статью перевели..

        Господа вы хоть первоисточники почитайте. Сплавляется и алюминий с литием и железо с алюминием. Например http://www.freepatent.ru/patents/2122044
      2. скрепоносец 12 февраля 2015 18:50
        температуру плавления с температурой кипения не путайте.
        около 2500 °C кипит алюминий, 1500 плавится железо, таки для смешивания есть оч широкий диапазон температур..
        1. cast iron 14 февраля 2015 18:11
          Более того есть такие сплавы как бронза и латуни. В обоих есть медь с большой температурой плавления. И есть цинк, с малой температурой кипения)))) А ведь их как раз и смешивают при варке бронзы и латуни))))
    2. Вадим237 12 февраля 2015 10:42
      Сталь как каркас, а алюминий с никелем сверху.
      1. Kir 12 февраля 2015 19:44
        Речь то шла о сплаве, а не о покрытии, внимательнее читайте.
        Kir
    3. OlegLex 12 февраля 2015 19:55
      сплавить и сварить вещи абсолютно разные
    4. А Нас Рать 12 февраля 2015 23:40
      Цитата: saag
      интересно как это в земных условиях сплавили два материала с разной плотностью - сталь и алюминий?

    5. cast iron 14 февраля 2015 18:09
      Плавят, плавят. Иначе как вы объясните создание Бронзы? Ведь это сплав меди с оловом и цинком, у которых разные плотности разные температуры плавления))))
      А титановые сплавы на основе титана и алюминия? Почитайте про их плотность и температуру плавления. Очень будете удивлены.
      Можно ведь в печи плавить большие по размеру металические чурки. А можно в виде порошка добавлять компоненты.
      Разные технологии есть.
    6. murriou 7 октября 2016 23:44
      Цитата: saag
      как это в земных условиях сплавили два материала с разной плотностью - сталь и алюминий?

      У воды и чистой серной кислоты плотность различается в почти 2 раза. Температура плавления у них тоже очень разная.

      Кто имел дело с приготовлением аккумуляторного электролита - замечали от этого хоть какие-то трудности? Вот то-то же.
  4. Вадим237 12 февраля 2015 10:45
    У нас тоже по созданию лёгких но прочных сплавов не сидят на месте.
  5. Олегмог 12 февраля 2015 12:24
    У меня дядька мучился с глушителями к мотоциклу урал.
    Кто то ему дал, нурс без внутренностей.
    Приладил вместо глушаков. Лет через 10 так с ними и продал!
    Вот кто метал!
  6. atos_kin 12 февраля 2015 15:32
    Минус мой. Говорил, говорил автор про автомобильноавиационную перспективу материала, а закончил "так любимым некоторыми эстетами металлическим смартфонам, сделав цены на них более демократичными". Мелковато для приличного сайта ВО, ИМХО.
  7. kafa 12 февраля 2015 16:07
    Коррозия жрать будет данный сплав sad Алюминий активный металл
  8. добрый фей 12 февраля 2015 16:35
    После нескольких лет работ им удалось создать сплав, который оказался на 13% менее плотным, чем сталь и имеющим такое же соотношение веса и прочности, как титановые сплавы.

    С титановыми сплавами знаком ( токарь, фрезеровщик ), и даже варил ( для себя ), обращаю внимание на мелочи, выделенные цветным шрифтом, ибо это опубликовано аж "на страницах журнала Nature".
    Плотность титана: 4,54 г/см³
    Плотность стали: 7,7 - 7,9 г/см³
    О каких " на 13% менее плотным . . ." и т. д. идёт речь?
    Ну и: титан прочнее обычной ( улеродистой ) стали примерно в 2 раза.
    добрый фей
    1. cast iron 14 февраля 2015 18:16
      Мне тоже бросилось в глаза это несоответствие. Титано-алюминиевые сплавы (самые распространенные) по плотности даже меньше, чем чистый титан без примесей. Легированные стали имеют плотность никак не меньше 7,3 г/см.куб.
      О каких 13% речь? Может цифры местами перепутали? )))
      Кстати, снижение веса новых сталей с добавлением алюминия на 13% - это пшик. Ничто. Ни разу не прорыв. Тем более на фоне серьезного роста коррозионной активности.
  9. Aleks_good 12 февраля 2015 17:11
    и ни слова о Роснано... к чему бы это ))
    1. Aleksiy 12 февраля 2015 18:11
      В Роснано создан сплав - чубайсекель. Очень текучий метал, молекулы этого металла связаны кристаллами типа доляри, и этот металл имеет только одно свойство - утекать из России.
  10. Kir 12 февраля 2015 18:45
    Автор хоть определитесь речь о чём ведёте, о сплаве или о металле, да и потом а как насчёт технологичности этого супер, если он более технологичен, то........ путём логического умозаключения приходим к выводу, что во главу угла поставлена стоимость, а сие часто не то что не друг качества, а даже в большинстве наоборот злейший враг!
    Kir
    1. chunga-changa 12 февраля 2015 20:15
      Бронза это металл, сплав меди и обычно олова. Сплав стали и алюминия в тоже металл, чём проблема. Если новый сплав обладает характеристиками титана, но в пять раз дешевле, то это не означает что он в пять раз хуже.
      1. Kir 12 февраля 2015 22:30
        А как насчёт карбидов входящих в состав некоторых сталей, про вредные и неметаллические примеси (или добавки) не говорю вообще. Касаемо :
        Если новый сплав обладает характеристиками титана, но в пять раз дешевле, то это не означает что он в пять раз хуже,
        простите конечно но даже если и предположить что такое есть, то на первых порах будет скорее сопоставимо по цене, если только не дороже. Затем давайте не списывать со счетов и того, что в том мире в который нас втянули, никто не будет выступать добровольно в качестве благодетеля, а как следствие даже если реально можно делать в пять раз дороже, то покупателю это обойдётся явно не так дешевле, па скорее на какие-то проценты. К вышеизложенному ещё стоит добавить, что нас за последнее время столько раз подсаживали на не имеющее аналогов и тому подобное, что вроде как пора выработать здоровый иммунитет на "подарки" от "благодетелей рода человеческого".
        Kir
  11. Nitarius 12 февраля 2015 20:11
    Иллюзии и еще раз иллюзии!
    ЕСТЬ ДАВНО И СТАЛИ т..п. НО НИКТО НЕ БУДЕТ ДЕЛАТЬ АВТО -долговечным!
    их и сейчас можно делат качественными .. НО ВОТ СГОВОР корпораций ГОВОРИТ что это давно не проблема!
    так что БРЕД!
    1. chunga-changa 12 февраля 2015 20:18
      При чем тут авто. Этот материал нужен на самолёты, вертолёты, как броня для БТР-БМП, для глубоководных ПЛ.
      1. Kir 12 февраля 2015 22:32
        Где речь в тексте шла о броне?
        Kir
      2. cast iron 14 февраля 2015 18:19
        Для брони нужна не супервысокая прочность, а такие параметры как:
        - поверхностная твердость
        - ударная вязкость
        - упругость.
  12. Мимопроходящий 13 февраля 2015 19:47
    Да уж, с логикой у корейских ученых (или у журналиста) проблемы - как, как сплав дешевой стали, дорогого алюминия, и очень дорогого никеля может быть дешевле просто дешевой стали!?
    1. добрый фей 16 февраля 2015 20:33
      Цитата: Мимопроходящий
      Да уж, с логикой у корейских ученых (или у журналиста) проблемы

      Южнокорейские учОные решили превзойти британских.
      добрый фей
  13. Корректор 23 февраля 2015 19:40
    Вот мне интересно, почему Россия обладая самыми значительными разрабатываемыми месторождениями углерода в Евразии не занимается переводом промышленности на качественно новые конструкционные материалы. Огромные запасы есть, запасы в данном случае возобновляемые. Научная школа одна из лучших в мире (была как минимум) есть. Что нам мешает первыми заменить сталь углеродными композитами? Ведь слабое место технологии производства углеродных композитов - энергоемкость производства. Что имея огромные запасы топлива мы не можем решить эту проблему? Что ждем?
    Что может быть проще чем построить несколько крупнотоннажных предприятий по производству углеродных композитных материалов на базе имеющихся месторождений и перевести всю промышленность на качественно новый технический уровень? Хотите новый технологический уклад, пожалуйста – углерод вместо стали. И качественно новый производственный цикл.
    Да частично импортазамещения никакого не нужно будет. Это же качественно новое еще не существующее оборудование для производства. Новый технологический уклад.
    Или ждем когда в Европе и США массово прейдет на технологию Additive Manufacturing на базе углерода? Покупать будем? А продадут? Это технология абсолютного технологического превосходства.
  14. murriou 7 октября 2016 23:48
    Цитата: kafa
    Коррозия жрать будет данный сплав Алюминий активный металл

    Это зависит от много чего, не только активности.
    Чистый алюминий гораздо лучше стоек к корррозии, чем сталь.
    Цинк еще активнее алюминия, а как ведет себя оцинковка - все знают.

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.
Картина дня