Титан повёл себя как суперсплав: прочность выросла в два раза после странного эксперимента

Представьте материал, в тысячу раз прочнее обычного и при этом — тоньше человеческого волоса. Ученые из России и Китая добились того, что считалось невозможным: рекордной прочности у технически чистого титана. Всё началось в Уфе, а экспериментальное подтверждение пришло из Китая.

Как добились невероятного результата

Физики из Института проблем машиностроения РАН (Санкт-Петербург), Уфимского университета науки и технологий и Нанкинского университета использовали метод двукратного кручения под давлением и последующий отжиг. В результате титан получил зернистую структуру с размером зерен всего 100 нм — это в 1000 раз меньше толщины человеческого волоса!

Почему этот титан — особенный

Ученые Уфимского университета выяснили: предел текучести обновлённого титана достигает 1510 МПа. Для сравнения — у обычного горячекатаного титана этот показатель составляет лишь 680 МПа.

Загадка прочности: в чём секрет

Исследователи предположили, что необычная прочность связана с примесями, скапливающимися на границах зерен. Китайские коллеги подтвердили гипотезу: они нашли высокую концентрацию атомов железа в этих зонах.

"Мы предположили, что сверхпрочность связана с тем, как примеси взаимодействуют с дефектами на границах. Я предложил использовать теоретическую модель, ранее разработанную для алюминиевых сплавов. Она показывает, как примеси блокируют подвижность дислокаций, усиливая прочность", — пояснил Михаил Гуткин, руководитель лаборатории ИПМаш РАН.

Что это значит для будущего

Такой материал открывает путь к созданию не только сверхпрочных, но и пластичных изделий — от конструкций до медицинских имплантов. Новая эра титана уже началась.

Уточнения

Наноструктура (англ. nanostructure) — совокупность наноразмерных объектов искусственного или естественного происхождения, свойства которой определяются не только размером структурных элементов, но и их взаимным расположением в пространстве.