Композитная металлическая пена выдерживает свыше миллиона циклов нагрузки при 400°C и 600°C

Уникальное сочетание свойств делает композитную металлическую пену перспективной для использования в автомобильных двигателях, аэрокосмических компонентах и ядерных технологиях. Автор: NC State University

Новое исследование демонстрирует, что композитная металлическая пена (КМП) обладает исключительной устойчивостью к высоким температурам, выдерживая многократные интенсивные нагрузки при 400°C и 600°C. В сочетании с высоким отношением прочности к весу это открывает перспективы применения КМП в автомобильных двигателях, аэрокосмических компонентах и ядерных энергетических технологиях.

«КМП обладает множеством привлекательных свойств, которые делают её интересной для широкого спектра применений», — говорит Афсанех Рабиэй, автор исследования и профессор механической и аэрокосмической инженерии в Университете штата Северная Каролина.

КМП состоит из полых сфер из нержавеющей стали, никеля или других металлов и сплавов, внедрённых в металлическую матрицу. Полученный материал отличается малым весом и исключительной способностью поглощать сжимающие усилия.

Исследователи тестировали образцы КМП из стальных сфер в стальной матрице при циклическом нагружении при температурах 23°C, 400°C и 600°C.

Оптические изображения образцов стальной КМП после испытаний на усталость при различных температурах. Автор: Afsaneh Rabiei, NC State University

При 400°C КМП выдержала более 1,3 миллиона циклов нагрузки без разрушения, а при 600°C — более 1,2 миллиона циклов. Тесты были остановлены из-за временных ограничений, а не из-за разрушения материала.

«Эти результаты впечатляют, поскольку у обычной нержавеющей стали усталостная долговечность значительно снижается при повышении температуры», — отмечает Рабиэй.

Исследование открывает возможности для применения КМП в критически важных областях, включая транспортировку опасных материалов, авиационные двигатели и ядерные реакторы.

Статья «Performance of Composite Metal Foams Under Cyclic Loading at Elevated Temperatures» опубликована в открытом доступе в Journal of Materials Science.