А в чем тренд?
На металлургическую отрасль приходится около 7–9% глобальных выбросов парниковых газов. В 2024 году на каждую тонну выплавленной стали пришлось 2,18 т углекислого газа (CO₂). Всего за тот же период было произведено 1 886 млн т стали, а суммарные выбросы сектора достигли примерно 4,1 млрд т CO₂.
Ученые из Южно-Китайского университета и Университета Пердью в США с помощью искусственного интеллекта (ИИ) разработали новый вид стали. Он отличается высокой прочностью, пластичностью и подходит для 3D-печати. При этом металл не ржавеет, его легко и быстро производить.
Как ИИ помог создать новый вид стали
ИИ изучил 81 физическое свойство металлов. Среди них: размер атомов, поведение электронов, скорость звука в металле. Имея эту информацию, алгоритм должен был выявить закономерности, которые позволят создать прочную и одновременно пластичную сталь. В результате ИИ разработал новый сплав на основе железа, хрома и небольших добавок других металлов (никеля, марганца, меди, кремния, алюминия и углерода).
Расплавив эту смесь, команда напечатала из него детали на 3D-принтере для металлов, использующем метод LDED. Суть технологии заключается в том, что металлический порошок плавится лазером, и из этого материала послойно создаются детали. Завершив печать, команда обнаружила, что деталям потребовалось около шести часов обработки. Для сравнения: большинству высокопрочных сталей необходимо несколько термических циклов.
Сплав одновременно и прочен, и пластичен благодаря наночастицам, которые блокируют рост трещин под нагрузкой. В структуре металла есть и амортизирующие зоны. Они берут напряжение на себя и деформируются, не позволяя материалу разрушиться. Состав сплава обеспечивает и устойчивость к коррозии.
Прочность материала достигает примерно 1 730 МПа. Например, некоторые марки стали для авиации имеют прочность 1 500–2 000 МПа. Пластичность материала составляет 15,5% удлинения до разрушения.
Где можно применять
По словам инженеров, новый вид сплава можно использовать в авиации, оборонной промышленности, энергетике и тяжелом машиностроении. Он позволит делать авиадетали более легкими и при этом более прочными. А устойчивость к коррозии в сочетании с прочностью и пластичностью делает его ценным материалом для морских ветряных турбин, нефтегазовых трубопроводов и других сооружений.
➤ Подписывайтесь на телеграм-канал «РБК Трендов» — будьте в курсе последних тенденций в науке, бизнесе, обществе и технологиях.
