Científicos de la Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología MISiS han creado nuevas aleaciones de aluminio que son baratas y efectivas de usar en una amplia variedad de vehículos modernos. Estos estudios se publican en la revista de Ciencia de Materiales e Ingeniería A.
El aluminio y sus aleaciones ocupan el segundo lugar después de las aleaciones de hierro en términos de escalabilidad. El aluminio se procesa fácilmente mediante forjado, estampado y laminado; También se caracteriza por su baja densidad, y los productos de aluminio son ligeros.
Las aleaciones de aluminio tienen alta resistencia a la corrosión, alta conductividad térmica y eléctrica (transmiten calor y corriente eléctrica con pérdidas mínimas), resistencia y ductilidad, así como buena procesabilidad. Son ampliamente utilizados en la industria aeronáutica.
Por ejemplo, en muchos aviones de pasajeros, los productos de aluminio representan más del 20% de la masa de todas las estructuras. Las aleaciones de aluminio reemplazan al acero en las piezas del automóvil, lo que reduce su peso y, como resultado, ahorra combustible.
La tecnología para la fabricación de piezas con paredes delgadas de perfiles complejos, tradicional a la ingeniería, se basa en métodos de estampado de láminas. Una baja tasa de utilización del metal lo caracteriza, una gran cantidad de unidades componentes y sujetadores (piezas complejas obtenidas por estampación, que consisten en elementos que necesitan ser remachados o soldados).
La formación de láminas superplásticas (SPF), que ayuda a obtener estructuras livianas y sólidas de geometría compleja, elimina estas deficiencias.
Los investigadores de NUST MISiS han hecho su misión desarrollar aleaciones de aluminio con mayor resistencia a temperatura ambiente, capaces de formar superplásticos a velocidades elevadas.
“Fundimos los componentes necesarios en un horno a una temperatura de aproximadamente 800 ° C y los colocamos en un molde especial. Luego templamos los lingotes y los enrollamos en hojas. En cada etapa, es importante controlar su microestructura, cuyos parámetros determinan la estructura de la hoja final después de las operaciones intermedias. Para esto, utilizamos microscopios de 20 mil potencias. Luego analizamos las propiedades de las muestras de aleación, su resistencia y ductilidad a temperatura ambiente así como a temperaturas elevadas (400-500 ° C) estirando la muestra hasta que se rompa ”, Anastasia Mikhailovskaya, investigadora principal, profesora asociada de NUST MISiS , le dijo a Sputnik.
Según ella, la implementación del efecto de superplasticidad en el tratamiento de metal a presión permite obtener partes de forma compleja, muy cercanas a la final, durante una operación con equipos de relativamente baja potencia. Por lo tanto, esto ayuda a reducir significativamente la complejidad y el costo de fabricación del producto. Además, el método evita el punzonado manual, llevando el producto a una geometría dada.
Hoy en día, hay varias aleaciones superplásticas para SPF, la mayoría de las cuales tienen tasas de deformación exigua y un alargamiento de alrededor del 300%, dijo Anna Kishchik, una estudiante de posgrado en NISU MISiS.
“Se necesitan varias horas para moldear una pieza de complejidad media a esa velocidad; El costo del proceso tecnológico es del 70-80% del costo del producto final. Por lo tanto, reducir el tiempo de moldeo varias veces aumentará los volúmenes de producción y reducirá el costo del producto. Ofrecemos nuevas aleaciones capaces de SPF de alta velocidad: esto reduce el tiempo que lleva obtener una parte a 15-20 min, y los posibles grados de deformación exceden el 400%. Estas son las propiedades de nuestra aleación, que es 20-30% más duradera que sus análogos ”, dijo a Sputnik.
Antes de introducir la aleación en producción, los científicos planean probarla en las condiciones de producción de láminas. Los investigadores recibirán una patente internacional en breve.