طريقة روسية جديدة لمضاعفة صلابة السبائك

تمكن علماء الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية، مع زملائهم الفرنسيين من زيادة صلابة سبائك التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ بمقدار سبعة أضعاف.

وتفيد مجلة Surface and Coatings Technology، بأن الباحثين، تمكنوا لأول مرة في العالم من الجمع بين تقنيتين لمعالجة المعادن، كانت تعتبر غير ممكنة، وبالتالي حققوا تحسنا كبيرا في خصائص السبائك.

وكما هو معروف تستخدم المعادن ذات خصائص محسنة في إنتاج الأجزاء المصممة بصورة خاصة لتحمل أثقال كبيرة: كثافة عالية، مرونة، مقاومة للتآكل. وللحصول على هذه الخصائص تستخدم على نطاق واسع، طريقة الضغط  الساخن المتوازن (HIP)  hot isostatic pressing.
 
ولكن هذه الطريقة لم تعط في السابق نتائج جيدة عند معالجة المواد التي يحصل عليها باستخدام تكنولوجيا رش الغاز البارد الشائعة. هذه التكنولوجيا وفقا للخبراء، أصبحت اليوم أساسية في صناعة الطائرات والسيارات والهندسة الكهربائية والطب، لأنها تسمح بـ "إنماء" منتجات فريدة بالشكل المطلوب.

وقد تمكن علماء الجامعة الوطنية للبحوث التكنولوجية، لأول مرة في العالم من اكتشاف مؤشرات لمعالجة المعادن، تسمح بالجمع بين فعالية الطريقتين، وبالتالي مضاعفة الخصائص المفيدة للمنتجات.

ويقول فلاديمير تشيفيريكين من الجامعة، "لقد استخدمنا طريقة HIP في معالجة المواد التي لم ينصح سابقا بمعالجتها بهذه الطريقة، لأن سطحها كثير المسام المفتوحة. ولكن بعد وضع طبقة رقيقة من نفس المعدن على سطحها، حصلنا عمليا على كبسولة محكمة، ما يسمح باستخدام الطريقة المذكورة. وبفضل هذه المعالجة انخفضت المسامية إلى النصف، وارتفعت مقاومتها للضغط بمقدار 25%. والأهم تضاعفت مقاومتها للشد عدة مرات". فعلى سبيل المثال، تضاعفت مقاومة الفولاذ والتيتانيوم للشد حوالي سبع مرات. وتضاعفت مقاومة سبيكة التيتانيوم والألمنيوم Ti6AL4V بمقدار 28 مرة. ووفقا لتوضيح الخبراء، هذا التحسن في الخصائص الميكانيكية ينجم عن انتشار المادة وتغير بنيتها المجهرية.

وتجدر الإشارة، إلى أن هذه الدراسة جرت بالتعاون مع علماء جامعة ليون الفرنسية. واستنادا إلى هذه النتائج، يخطط الباحثون لابتكار معدات جديدة لاستخدامها في مجال الطب.