Исследователи из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) и Ок-Риджской национальной лаборатории изучали свойства металлического сплава из хрома, кобальта и никеля — CrCoNi. Они измерили ударную вязкость нового сплава, и она оказалась рекордно высокой. Также выяснилось, что материал обладает высокой пластичностью и впечатляющей устойчивостью к остаточной деформации.
Конструкционные материалы должны быть не только прочными, но и пластичными, а также устойчивыми к разрушению. Как отмечают авторы исследования, обычно приходится идти на компромисс. Однако новый материал сочетает в себе все три показателя. Одно из его удивительных свойств — вместо того, чтобы становиться хрупким при низких температурах, его прочность растет.
Сплав относится к подгруппе высокоэнтропийного класса металлов (ВЭС). Они изготавливаются из равной смеси каждого составного элемента, в отличие от обычных сплавов. Там один элемент «доминирует» над остальными. Это в итоге и придает материалу высокое сочетание прочности и пластичности при нагрузке.
Металл отличается впечатляющими показателями ударной вязкости. Напомним, ударная вязкость металла — способность материала поглощать кинетическую энергию в процессе в процессе деформации и разрушения под действием ударной нагрузки. Как правило, она способна привести к пластичным и непластичным деформациям.
Ударная вязкость CrCoNi вблизи температур жидкого гелия (20 Кельвинов, −253,15 °C) достигает 500 МПа*м (мегапаскалей на метр). В тех же единицах ударная вязкость куска кремния равна единице, алюминиевого каркаса пассажирских самолетов — около 35, а некоторых видов стали — около 100. «Однозначно 500 — это невероятная цифра», — пишут исследователи.
Читать далее:
Существует ли наука в экстремальных условиях? Отвечаем в цифрах
Супервулкан Йеллоустоун оказался в разы опаснее, чем считали ученые
Яйцо сбросили из космоса: посмотрите, что с ним стало
На обложке: снимки, полученные с помощью микроскопии, показывают траекторию разрушения и сопутствующую деформацию кристаллической структуры в сплаве CrCoNi в нанометровом масштабе во время стрессовых испытаний при температуре 20 Кельвинов.
Предоставлено: Роберт Ричи/Лаборатория Беркли