Новости

В Перми выяснили, как сделать сталь для промышленных объектов устойчивее к трещинам

27 февраля 2025

Ученые Пермского политеха выяснили, как температура закалки стали влияет на ее характеристики, и разработали рекомендации для повышения ее устойчивости к трещинам. Они пригодятся на промышленных объектах, где металл испытывает повышенные нагрузки, — например, на электростанциях или арктических нефтепромыслах.

Фото iStock

Пермские ученые изучили показатели устойчивости к образованию трещин при периодических нагрузках на примере одной из распространенных сталей — 03Х11Н10М2Е (ЭП-678). Из нее делают элементы турбомашин, авиадвигателей, зубчатых колес и многих других, в том числе в нефтегазовой отрасли.

Такая сталь является мартенситностареющей — она содержит мартенсит, особую структуру, которая образуется в результате перестройки атомов внутри металла после нагрева и последующего охлаждения. Эта структура придает металлам и сплавам высокую прочность, пластичность и ударную вязкость — способность поглощать механическую энергию при деформации и не разрушаться. При этом важно контролировать устойчивость такого металла к трещинам.

Пермяки подвергли промышленные слитки горячей ковке и изготовили образцы для исследования. Заготовки закаливали в воде от 920 градусов и три часа выдерживали при температуре 300–560 градусов. Испытания на устойчивость к трещинам проводили на специальной машине. Затем ученые изучили образцы до и после экспериментов с помощью микроскопов.

Ранее считалось, что чем мельче структура металла, тем выше его устойчивость к трещинам. Исследование же показало: укрупнение элементов повышает устойчивость к разрушениям в условиях периодической нагрузки. Максимальный положительный эффект наблюдался при низких нагрузках — не более 1–2 тонны. После закалки при 1200 градусах скорость роста трещин оказалась в три раза меньше, чем после закалки при 920 градусах, при этом структура стали получалась крупнее. Ученые сделали вывод: чем выше температура закалки и крупнее «зерно» в структуре металла, тем медленнее он разрушается.

6
Haha
Haha
0
0
Love
Love
2
6
0
Читать также

Подземная «многоэтажка» для серверов: в Кузбассе предложили размещать дата-центры в угольных карьерах

1 мин. чтения
О+космос

Вулканы, «космическая» еда и квест: что покажут на фестивале НАУКА 0+

2 мин. чтения
Рентгеновский луч просвечивает внутреннюю структуру горной породы

Путешествие сквозь материю и время: какие тайны откроет ученым СКИФ

5 мин. чтения

Закись азота или кислород — что превращает сливки в пену? Узнайте из «вкусного» квиза

1 мин. чтения

Легкий, прочный, огнестойкий: как одеваются профессиональные гонщики

3 мин. чтения
Специалисты центра «Геосфера» с фрагментом керна

Подземная фотосессия: ученые подобрали идеальный «зум» для горных пород

2 мин. чтения
Горбатый кит. Фото: Magnific

Хвост или плавники — что общего у турбин и горбатых китов? Узнайте из квиза о технологиях, вдохновленных природой!

1 мин. чтения
Березовская теплоэлектростанция. Фото: Shutterstock

Уголь 2.0: в Минэнерго рассказали о строительстве новых угольных теплоэлектростанций в Сибири и на Дальнем Востоке

1 мин. чтения
Грузовое судно в море. Изображение сгенерировано нейросетью

Из земли в море: что известно о новом топливе для кораблей

3 мин. чтения
Аквалангист-исследователь изучает тайны океанического дна

«Инопланетные» кальмары и кораллы-«металлисты»: как геологи помогли биологам раскрыть тайны океанов

3 мин. чтения