Штучний інтелект створив унікальний за властивостями метал

Дослідники з Університету Південного Китаю та Університету Пердью (США) розробили новий тип нержавіючої сталі за допомогою штучного інтелекту. Матеріал одночасно поєднує високу міцність, пластичність та стійкість до корозії — властивості, які традиційно вважалися взаємовиключними.

Для розробки сплаву вчені навчили модель ШІ на 81 фізичній властивості металів — від атомного розміру та поведінки електронів до швидкості звуку в металі. Проаналізувавши виявлені закономірності, алгоритм запропонував склад сплаву: залізо та хром як основа, а також невеликі домішки нікелю, марганцю, міді, кремнію, алюмінію і вуглецю. Всі компоненти є доступними і відносно недорогими матеріалами.

Деталі з нового сплаву виготовлялися на лазерному 3D-принтері із застосуванням технології лазерного спрямованого енергетичного осадження, що широко використовується в аерокосмічній, оборонній та важкій промисловості. Після друку знадобилося лише близько 6 годин термічної обробки — що значно менше порівняно з традиційними високоміцними сталями, які вимагають багатоетапної обробки протягом кількох днів.

За результатами випробувань, міцність нової сталі склала близько 1730 МПа при пластичності 15,5% — приблизно на 30% краще, ніж у необробленому після друку стані. Висока міцність і пластичність одночасно забезпечуються двома механізмами: наночастинки у структурі матеріалу зупиняють поширення тріщин під навантаженням, а спеціальні зони-амортизатори деформуються, поглинаючи напруження і запобігаючи руйнуванню металу.

Стійкість до корозії досягається завдяки рівномірному розподілу хрому. У звичайних сталях хром з часом зв’язується в карбіди, утворюючи слабкі місця для іржі. У новому сплаві частинки міді утримують хром на місці, забезпечуючи антикорозійні властивості, порівнянні з нержавіючою сталлю.

Серед потенційних галузей застосування нового матеріалу — аерокосмічна та оборонна промисловість, енергетика і машинобудування.