Ученые из Сианьского университета Цзяотун разработали новый танталовый сплав, который сохраняет высокую прочность даже при экстремальных температурах — до 2400 °C. По словам авторов работы, материал может стать основой для нового поколения сверхжаропрочных сплавов, которые особенно востребованы в аэрокосмической отрасли.

Изображение сгенерировано Grok

Современной авиационной и космической технике нужны материалы, способные работать при температурах выше 2000 °C. Большинство используемых сегодня жаропрочных сплавов, включая никелевые, уже не справляются с такими условиями, поэтому ученые ищут альтернативы среди тугоплавких металлов.

Один из таких металлов — тантал, температура плавления которого достигает примерно 3000 °C. Однако обычные танталовые сплавы теряют прочность при сильном нагреве. Например, сплав T-222, разработанный NASA, при температуре около 1926 °C выдерживает давление менее 100 МПа.

Китайские исследователи предложили новый вариант — оксидно-дисперсионно-упрочненный танталовый сплав (B-ODS). Его структура улучшена за счет добавления бора и специального распределения упрочняющих частиц внутри материала.

Испытания показали, что при комнатной температуре сплав остается очень прочным: его предел прочности превышает 800 МПа, а при этом он сохраняет хорошую пластичность, что важно для обработки и производства деталей.

Наибольший эффект проявляется при высоких температурах. При 2000 °C материал сохраняет прочность около 200 МПа, а при 2400 °C — около 100 МПа. Это примерно вдвое выше показателей традиционных танталовых сплавов.

Также испытания показали высокую устойчивость к длительным нагрузкам при нагреве, что важно для реальной эксплуатации.

Авторы считают, что разработка может найти применение в перспективных реактивных и ракетных двигателях, а также в других узлах техники, работающей в экстремальных температурных условиях.