Суперкомпьютер ORNL Summit ускоряет разработку аэрокосмических сплавов

В аэрокосмической промышленности титановые сплавы являются надежными материалами, обеспечивая непревзойденное соотношение прочности и веса и устойчивость к коррозии. Тем не менее, традиционные производственные процессы, такие как ковка, связаны со значительными потерями материала и высоким потреблением энергии. Осознавая эти проблемы, Национальная лаборатория Ок-Риджа (ORNL) и RTX (ранее Raytheon Technologies) начали сотрудничество, чтобы по-новому взглянуть на производство аэрокосмических сплавов.

Эволюция микроструктур, составляющих титановый сплав, разработанная посредством моделирования на Summit, суперкомпьютере OLCF с производительностью 200 петафлопс. (Изображение предоставлено: ORNL)

Центральным элементом этого проекта является суперкомпьютер Summit компании ORNL. Используя передовые методы моделирования, исследователи изучают новые подходы к проектированию и изготовлению сплавов. Путем цифрового моделирования сложных взаимодействий между металлическими зернами и условиями обработки Summit позволяет точно настраивать составы и микроструктуры сплавов. Такое цифровое прототипирование значительно ускоряет цикл разработки, потенциально экономя годы итеративных экспериментов.

Последствия этого исследования выходят далеко за рамки простого повышения эффективности. С помощью прогнозного моделирования Summit ученые открывают новые рецептуры сплавов с улучшенными механическими свойствами и технологичностью. Одним из многообещающих направлений является включение меди в титановые матрицы наряду с новаторскими методологиями 3D-печати. Используя методы аддитивного производства, инженеры стремятся производить сложные компоненты с индивидуально подобранной микроструктурой, снижая риск появления дефектов и потерь материала.

Более того, этот преобразующий подход обещает демократизировать доступ к современным материалам, давая возможность отраслям за пределами аэрокосмической отрасли оптимизировать производительность и устойчивость. Снижая зависимость от дорогостоящих и ресурсоемких производственных процессов, инициатива саммита ORNL может стать катализатором смены парадигмы в области технологии материалов.