Учёные Белгородского госуниверситета создали уникальный жаропрочный сплав
Поделиться
Дата публикации: 15 января 2022
Особенностью создания нового сплава является его моделирование с помощью разработанного исследовательской группой из НИУ «БелГУ» и Хунаньского университета метода прогнозирования механических свойств высокоэнтропийных сплавов с использованием машинного обучения
В ходе совместной работы учёные лаборатории объёмных наноструктурных материалов НИИ материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ» и Хунаньского университета в г. Чанша (Китай) разработали способ повышения эффективности проектирования новых сплавов системы Al-Cr-Nb-Ti-V-Zr. Предложенный метод уже позволил создать перспективный жаропрочный материал. Как прокомментировал профессор кафедры материаловедения и нанотехнологий, доктор технических наук Сергей Жеребцов, приоритетным направлением развития современного материаловедения является создание высокоэнтропийных сплавов, обладающих перспективными механическими свойствами. - Существующие аналитические модели прогнозирования прочностных характеристик ВЭСов имеют ограниченные области применения, а огромное композиционное пространство делает практически безнадежным поиск сплавов с желаемыми характеристиками методом «проб и ошибок». В основе предложенного нами способа прогнозирования лежит комбинация различных подходов: машинное обучение, феноменологические правила и моделирование CALPHAD, - сообщил Сергей Валерьевич. По словам младшего научного сотрудника лаборатории объемных наноструктурных материалов НИИ Материаловедения и инновационных технологий Дениса Клименко, построенная суррогатная модель основана на методе опорных векторов и позволяет предсказывать предел текучести высокоэнтропийных сплавов с заданным фазовым составом в диапазоне температур 20-800 °C. При этом, прогнозы обладают довольно высокой точностью: предел текучести при 20 °C и 600 °C был рассчитан со средней ошибкой прогноза 11% и 13,5% соответственно. Практическим результатом использования модели прогнозирования стал сплав, содержащий алюминий, хром, ниобий, титан и ванадий (Al13Cr12Nb20Ti20V35), обладающий перспективным сочетанием механических свойств: пластичности и прочности при 20 °C (16,6% и 1295 МПа, соответственно) и при 800 °C (больше 50% и 898 МПа, соответственно). Разработанный метод прогнозирования механических свойств сплавов, по словам исследователей, будет совершенствоваться за счет привлечения дополнительных моделей и вычислительных методов. В частности, будет продолжена работа над повышением точности прогнозов, а также расширением списка прогнозируемых характеристик (пластичности, стойкости к окислению и др.). Исследование проведено при поддержке Российского научного фонда в рамках гранта № 19-79-30066. Ознакомиться с материалами исследования можно здесь https://www.mdpi.com/1996-1944/14/23/7213