Искусственный интеллект создал невозможное: сверхпрочная и пластичная нержавеющая сталь нового поколения

Обычно прочность стали достигается за счет потери эластичности, что делает металл хрупким, тогда как повышение эластичности снижает прочность. Новый материал преодолевает этот компромисс. Исследователи из Китая и США использовали искусственный интеллект для создания нового типа стали, которая одновременно высокопрочна, пластична, устойчива к коррозии, пригодна для 3D-печати, дешева и проста в производстве.

Исследовательская группа из Южно-Китайского университета и Университета Пердью обучила модель искусственного интеллекта 81 физическому свойству металлов, от размера атомов и поведения электронов до скорости звука в металле. На основе установленных закономерностей алгоритм рассчитывает состав сплава: железо, хром и небольшие добавки никеля, марганца, меди, кремния, алюминия и углерода – все это неэкзотические и относительно дешевые материалы.

Детали, изготовленные из нового сплава, печатаются на лазерном 3D-принтере с использованием технологии лазерно-направленного энергонапыления, широко используемой в аэрокосмической, военной и тяжелой промышленности. После печати потребовалось всего около 6 часов термообработки – радикальное сокращение по сравнению с традиционными высокопрочными сталями, требующими дней многоступенчатой ​​обработки.

Большая прочность и эластичность металла достигается двумя способами, говорит И.Э. Наночастицы в структуре останавливают распространение трещин при нагрузке. Кроме того, в сплаве имеются амортизирующие зоны, которые деформируются, поглощая напряжение, предотвращая разрушение металла.

По данным испытаний сталь имела прочность около 1730 МПа и пластичность 15,5 %, что примерно на 30 % лучше, чем в необработанном состоянии.

Коррозионная стойкость обеспечивается равномерным распределением хрома. В обычных сталях хром со временем связывается с карбидами, создавая слабые места для ржавчины. В новом сплаве хром удерживается частицами меди, что обеспечивает стойкость, сравнимую с устойчивостью нержавеющей стали.