Группа исследователей под руководством Рёсукэ Кайнума разработала новый легкий сплав на основе титана, обладающий уникальными свойствами памяти формы и высокой устойчивостью к температурным колебаниям. Этот материал, получивший название Ti–Al–Cr (титан-алюминий-хром), демонстрирует превосходную сверхупругость и может выдерживать экстремальные условия, включая криогенные температуры, что делает его перспективным для использования в аэрокосмической отрасли, медицине и энергетике.
Сплав Ti–Al–Cr обладает рекордной восстанавливаемой деформацией более 7,3%, что сопоставимо с коммерческими никель-титановыми сплавами и значительно превышает показатели других титановых сплавов. Кроме того, материал сочетает в себе высокую прочность (критическое напряжение достигает 800 МПа) и низкую плотность (4,36 × 10³ кг/м³), что делает его одним из самых легких и прочных сплавов с памятью формы.
Особенностью нового сплава является его способность сохранять функциональность даже после сотен циклов нагрузки и разгрузки, что подтверждает его долговечность. Это достигается благодаря уникальной микроструктуре, стабилизированной добавлением хрома, и процессу быстрого охлаждения, который позволяет сохранить фазу бета-титана при комнатной температуре.
Исследователи также использовали современные методы, такие как цифровая корреляция изображений (DIC), чтобы изучить механизмы деформации и восстановления сплава. Было установлено, что сверхупругость Ti–Al–Cr обусловлена мартенситным превращением, которое происходит под нагрузкой и полностью обратимо.
Новый сплав открывает широкие возможности для применения в условиях экстремальных температур, таких как космические миссии и хранение сжиженных газов, например, водорода. Его разработка является важным шагом в создании материалов, способных работать в условиях, где традиционные сплавы не справляются.
Это достижение подчеркивает потенциал титановых сплавов для инновационных технологий и их роль в достижении целей устойчивого развития, включая переход к углеродной нейтральности.
