Post #1765

Погоня за прочностью: почему инженеры сделали ставку на европий 🇷🇺 Учёные ВИАМ установили, что микродобавки редкоземельного металла европия (Eu) кардинально изменяют микроструктуру литейных алюминиево-кремниевых сплавов (силуминов), одновременно повышая их пластичность и прочность. Исследование опубликовано в журнале «Труды ВИАМ». 🔬 В нелегированном состоянии силумины содержат крупные, игольчатые кристаллы кремния, которые придают материалу жёсткость, но делают его хрупким. Добавка сотых долей процента Eu модифицирует морфологию эвтектического и первичного кремния: атомы европия блокируют активные центры роста кристаллов, вызывая их вынужденное двойникование и разветвление. В результате формируется мелкозернистая структура с компактными, округлыми кристаллами кремния, а не длинными иглами. 🔎 Наиболее выраженный эффект наблюдается в заэвтектических силуминах (содержание Si >12,6%). Добавка 0,8% Eu увеличила пластичность сплава на 166%, превратив хрупкий материал в деформируемый. При этом в сплаве А356 (≈7% Si) введение всего 0,1% Eu в сочетании с термообработкой подняло предел прочности до 265 МПа - уровня конструкционной стали, при сохранении трёхкратного выигрыша в плотности. 🧪 Ограничения метода связаны с высокой стоимостью европия и его чувствительностью к примесям: фосфор способен нейтрализовать модифицирующее действие Eu. Оптимальное содержание для сплава с 16% Si составило 0,8% Eu. Разработка открывает путь к созданию высокопрочных и пластичных алюминиевых сплавов для автомобильных поршней, корпусов насосов, авиационных и космических конструкций, где требуется сочетание лёгкости и выносливости, конкурирующее со сталью.