Исследователи из Южной Кореи разработали новый способ изготовления легированной стали низкой плотности, которая вполне может превзойти титан по прочности и пластичности без увеличения стоимости.

В материаловедении пластичность определяет способность вещества к растяжению и изгибам без деформации. Данное свойство крайне важно для промышленности, в частности, в производстве автомобилей и самолётов. Производители постоянно ищут способы создания более лёгких стальных сплавов (чем легче авто или самолёт, тем меньше топлива они «съедают», тем меньше загрязняют среду). Но более лёгкие стали, как правило, оказываются более хрупкими.

В результате автоконцерны в последние годы начали переходить на альтернативные материалы (например, углепластик). Согласно статистике, массовая доля использования стали и чугуна в легковых транспортных средствах снизилась с 68,1% в 1995 году до 60,1% в 2011 году.

Новый стальной сплав, разработанный командой южнокорейских специалистов под руководством Хансу Кима (Hansoo Kim) из Пхоханского университета науки и технологий, обладает лучшими свойствами: материал одновременно более лёгкий и более гибкий. Специфика изготовления такого сплава достаточно сложна, однако данный способ привёл к изготовлению материала, существенно превышающего по качествам существующую на настоящий момент легированную сталь.

Для того, чтобы сделать сплав легче, учёные добавили в него алюминий, менее плотный металл, а для того чтобы сплав с алюминием был менее ломким, в него добавили никель. Благодаря ему алюминий соединяется с железом в нанометровые кластеры (а не длинные ленты, которые придают хрупкость материалу). Эти кластеры слишком малы, чтобы вызвать нежелательную хрупкость, но алюминий делает сплав более лёгким.

Формирование алюминиевых кластеров было подтверждено с помощью электронного микроскопа. Затем учёные провели тестирование металла и обнаружили, что он оказался менее хрупким, чем обыкновенная сталь.

"Соотношение лёгкости, прочности и пластичности металлических сплавов изучалось с бронзового века, — говорят авторы проекта. — Сегодня растёт спрос на широкий диапазон конструкционных материалов для экологически безопасных, энергоэффективных и лёгких инженерных систем".

Исследователи рассчитывают на то, что новая технология быстро займёт своё место в массовом производстве и пригодится для промышленности, строительства и машиностроения.

Научная статья группы Кима была опубликована в журнале Nature.