Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали новый подход, который улучшает трещиностойкость мартенситностареющих сталей. Эти материалы широко используются в аэрокосмической и ядерной отраслях, а также в других критически важных областях благодаря своей прочности и гибкости.
Мартенситностареющие стали обладают замечательными характеристиками благодаря своей специфической структуре — мартенситу, который формируется в процессе термической обработки. Этот процесс включает закалку (нагрев до 800–950°C с последующим быстрым охлаждением) и старение (нагрев до 450–550°C). Во время старения в материале возникают наноразмерные включения, например, никель-титан или никель-алюминий, которые укрепляют сталь. Однако размер этих частиц играет ключевую роль в повышении трещиностойкости. Исследователи работали с российской сталью 03Х11Н10М2Т (ЭП-678), применяемой в авиастроении и производстве турбин. Образцы подвергались закалке при температурах от 920 до 1200°C и старению в диапазоне 300–560°C.
Результаты экспериментов показали, что при высокой температуре закалки (1200°C) и крупной структуре скорость трещинообразования сокращается в три раза по сравнению с мелкозернистой сталью, закаленной при 920°C.
Как отметил заведующий кафедрой «Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов» ПНИПУ Юрий Симонов, ранее считалось, что чем меньше зерно, тем выше трещиностойкость. Однако проведенные эксперименты подтвердили обратное: увеличение размера зерен улучшает устойчивость к разрушению, особенно при низких нагрузках. Данные результаты исследования помогут оптимизировать процессы термической обработки сталей, что особенно важно для таких отраслей, как аэрокосмическая, нефтегазовая и машиностроительная, где надежность материалов имеет критическое значение.
Как сообщалось ранее — Ученые взволнованы зловещими сигналами из саркофагов в Антарктиде
