/ / / Российские ученые создают «умную сталь»

Российские ученые создают «умную сталь»

Наука и техника

По словам исследователей, новый сплав на 15 – 30 процентов прочнее известных сегодня марок стали.

Российские ученые создают «умную сталь»
Фото: Джалал Мирзаев. ЮУрГУ

Исследователи из Южно-Уральского государственного университета работают над производством инновационной, сверхлегкой и сверхпрочной стали, называемой бейнит. Этот новый материал имеет потенциальное применение в авиационной промышленности, машиностроении и оборонной промышленности.

Авторами разработки являются доктор физико-математических наук, профессор Джалал Мирзаев и доцент кафедры оптоинформатики Института естественных наук и математики ЮУрГУ Иван Булдашев.

Высокопрочная и ковкая сталь

Сталь представляет собой сплав железа и углерода, но в зависимости от температуры, до которой нагревается железо, можно получить различные стальные конструкции. Это связано с тем, что в интервале от нуля до 911 градусов по Цельсию свойства железа полностью изменяются.

При температуре ниже 911 градусов по Цельсию аустенит входит в более податливую и мягкую фазу, называемую ферритом, которая образуется при медленном охлаждении. В производстве феррит используется для механической обработки. Однако при резком охлаждении аустенит образует сверхтвердую фазу, называемую мартенситом. 

Мартенсит представляет собой твердую фазу стали, так как при быстром охлаждении углерод не может полностью выделиться и в виде карбида застревает в структуре. Кроме того, при таком охлаждении возникает много микроскопических дефектов - дислокаций, которые не являются разрушительными, но ослабляет сталь. Мартенсит одновременно является твердой и хрупкой структурой. Наша цель - создать сталь, которая поддерживает высокую твердость мартенсита и достаточную пластичность, и поэтому является более прочной, рассказал Джалал Мирзаев.

Структура бейнитной фазы Fe-Si-Mn-Cr-VНовая сталь для нефтяной промышленности

Основой настоящего исследования является бейнит, который похож на мартенсит. Его получают добавлением таких элементов, как никель, хром, марганец и кремний. Сохраняя наивысший уровень прочности, бейнит обладает более высокой пластичностью, чем мартенсит. Однако ковкость бейнита не является окончательно удовлетворительной. Исследователи из ЮУрГУ работают над получением бейнита, не содержащего карбидов, что позволит повысить его ударопрочность, поскольку частицы карбида являются концентраторами напряжений, которые стимулируют разрушение. Еще одним важным аспектом является сокращение времени производства, необходимого для этого вида стали.

Важно отметить, что эта новая сталь станет на 15-30 процентов прочнее. Это может найти применение в оборонной промышленности и нефтяной промышленности. Трубы, изготовленные из не содержащего карбида бейнита, будут не только иметь высокую ударопрочность, но и будут сохранять высокую прочность в арктическом климате. В будущем ученые станут работать над поиском оптимального состава новой стали, свойства которой будут зависеть от отрасли, для которой будет предназначен материал.

Дополнительная информация: И.Л. Яковлева и соавт. Структурный аспект изотермического бейнитного превращения в высокоуглеродистой марганцево-кремниевой стали, физика металлов и металлография (2018). DOI: 10.1134 / S0031918X18100149

МЕТАЛЛУРГПРОМ
По теме
Ученые нашли способ удешевить производство магния

Разработка ученых НИТУ «МИСиС» – наиболее эффективный и дешевый способ получения технического…

Сталелитейные заводы со временем становятся все более умными

Текущее состояние рынка стали характеризуется недостаточным использованием мощностей, и ведущие…

Американские военные могут получить 3-D принтеры для печатания стальных

Исследователи планируют снабдить армю США мобильными установками, которые напечатают вышедшую из…

Добавить комментарий
Комментарии (0)
Прокомментировать
Войти с ВК Войти с ФБ Войти с Яндекс
Войти через:
Войти с ВК Войти с ФБ Войти с Яндекс