# Berkeley Lab: сплавы Nb70Ti30 и Nb45Ta25Ti15Hf15 при 20 К не охрупчиваются, вязкость до 170 МПа·√м

- Опубликовано: 2026-11-12 07:49 UTC
- Раздел: Машины и производство › Материаловедение
- Теги: ОЦК-сплавы, вязкость разрушения при 20 К, Nb45Ta25Ti15Hf15, Nb70Ti30, тугоплавкие сплавы, двойникование, превращение в ω-фазу, Berkeley Lab
- Адрес: https://realtech.media/ru/news/rt-87254e11eb507796a352bd62_berkeley_lab_splavy/

**Два тугоплавких ОЦК-сплава не показали перехода из пластичного состояния в хрупкое до 20 К: вязкость вышла на плато, а не упала, как обычно у ОЦК-металлов.**

![Berkeley Lab: Nb–Ti and Nb–Ta–Ti–Hf alloys keep fracture toughness at 20 K, up to 170 MPa√m](https://realtech.media/media/2026/11/a466e7251e74c808.png)
*nature.com*

Исследователи Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (Berkeley Lab) испытали тугоплавкие сплавы с объёмно-центрированной кубической решёткой (ОЦК) при температуре около 20 К (−253 °C) и не обнаружили перехода из пластичного состояния в хрупкое, следует из статьи на nature.com [1]. Предел текучести при растяжении и вязкость разрушения с понижением температуры вышли на плато, а не упали [1]. Работу возглавлял профессор Роберт Ричи. Среди изученных сплавов — Nb45Ta25Ti15Hf15 и Nb70Ti30.

По данным лаборатории, вязкость разрушения многокомпонентного сплава при 20 К достигла почти 100 МПа·√м, бинарного — до 170 МПа·√м. При комнатной температуре она превысила 250 МПа·√м. В более ранней работе для Nb45Ta25Ti15Hf15 при 77 К измерили до 90 МПа·√м [1]. Для сравнения соавтор Дэвид Кук из Кембриджского университета привёл сталь, одну из самых вязких ОЦК-систем: при гелиевых температурах у неё 10–20 МПа·√м, у кремния — около 3 МПа·√м.

## Почему ОЦК-металлы обычно охрупчиваются

В ОЦК-металлах и сплавах пластическая деформация традиционно обеспечивается винтовыми дислокациями. Их движение требует термически активируемого зарождения пар кинков, поэтому при низкой температуре скольжение замедляется [1]. Прочность резко растёт, пластическая зона у вершины трещины сужается, и разрушение становится хрупким [1]. Этот переход ограничивал применение ОЦК-сплавов — от сталей около комнатной температуры до тугоплавких сплавов при температурах до 1200 °C [1].

## Двойникование и ω-фаза вместо скольжения дислокаций

Авторы изучали тугоплавкие ОЦК-сплавы групп IV–V со сходной электронной структурой. Они провели одноосные испытания на растяжение и испытания на вязкость разрушения по J-интегралу в нелинейно-упругой постановке, а затем применили дифракцию обратнорассеянных электронов, фрактографию и просвечивающую электронную микроскопию [1]. Образцы получали разными видами механической обработки — от прокатки до ковки.

Плато возникает из-за глобальной активации двойникования и превращения в ω-фазу: они зарождают дислокации на границах раздела до начала глобального движения дислокаций [1]. Этот начальный механизм не зависит от температуры и управляет текучестью. Поэтому пластическая зона у вершины трещины не сужается при охлаждении [1].

Ричи сообщил о вязкости в диапазоне от 20 К до 1300 °C и отметил, что многое в последовательности механизмов деформации пока не ясно. По его словам, сплавы не самые прочные, но для некоторых применений важнее сопротивление разрушению и стойкость к нагреву. Химическое поведение сплавов при высокой температуре пока неизвестно: окисление и коррозию изучат в дальнейших работах.

## Источники

1. [nature.com](https://www.nature.com/articles/s41586-026-11065-7)
2. [Наука 2.0](https://naukatv.ru/news/razrabotan_splav_v_10_raz_menee_khrupkij_chem_stal_dazhe_pri_253_c)

---

Источник: RealTech, realtech.media — https://realtech.media/ru/news/rt-87254e11eb507796a352bd62_berkeley_lab_splavy/