Дослідники з Південно-Уральського державного університету працюють над виробництвом інноваційної, надлегкої і надміцної сталі, званої бейнит. Цей новий матеріал має потенційне застосування в авіаційній промисловості, машинобудуванні та оборонної промисловості.
Авторами розробки є доктор фізико-математичних наук, професор Джалал Мірзаєв і доцент кафедри оптоінформатікі Інституту природничих наук і математики ЮУрГУ Іван Булдашев.
Високоміцна і в'язка сталь
Сталь являє собою сплав заліза і вуглецю, але в залежності від температури, до якої нагрівається залізо, можна отримати різні сталеві конструкції. Це пов'язано з тим, що в інтервалі від нуля до 911 градусів за Цельсієм властивості заліза повністю змінюються.
При температурі нижче 911 градусів за Цельсієм аустенит входить в більш податливий і м'яку фазу, звану ферритом, яка утворюється при повільному охолодженні. У виробництві феррит використовується для механічної обробки. Однак при різкому охолодженні аустеніт утворює надтверду фазу, звану мартенситом.
Нова сталь для нафтової промисловості
Основою даного дослідження є Бейн, який схожий на мартенсит. Його отримують додаванням таких елементів, як нікель, хром, марганець і кремній. Зберігаючи найвищий рівень міцності, бейнит володіє більш високою пластичністю, ніж мартенсит. Однак гнучкість бейнита не є остаточно задовільною. Дослідники з ЮУрГУ працюють над отриманням бейнита, що не містить карбідів, що дозволить підвищити його ударостійкість, оскільки частинки карбіду є концентраторами напружень, які стимулюють руйнування. Ще одним важливим аспектом є скорочення часу виробництва, необхідного для цього виду стали.
Важливо відзначити, що ця нова сталь стане на 15-30 відсотків міцніше. Це може знайти застосування в оборонній промисловості і нафтової промисловості. Труби, виготовлені з що не містить карбіду бейнита, будуть не тільки мати високу ударостійкість, а й будуть зберігати високу міцність в арктичному кліматі. У майбутньому вчені стануть працювати над пошуком оптимального складу нової стали, властивості якої будуть залежати від галузі, для якої буде призначений матеріал.
Додаткова інформація: І.Л. Яковлєва та співавт. Структурний аспект изотермического бейнітного перетворення в високовуглецевого марганцево-кремнієвої стали, фізика металів і металографія (2018). DOI: 10.1134 /S0031918X18100149
