Материалы, изготавливаемые из новой стали, обладающей хорошей сочетаемостью прочности и вязкости, будут востребованы в добывающей промышленности. В последнее время внимание учёных направлено на разработку материалов с комплексом сложно сочетаемых характеристик – например, высокой прочности, пластичности и ударной вязкости.

Заведующий лабораторией объемных наноструктурных материалов НИУ «БелГУ», доктор технических наук Геннадий Салищев отмечает, что одним из наиболее перспективных решений является разработка материалов с градиентной структурой, то есть материалов, в которых закономерно меняется структурное состояние или фазовый состав по сечению. Материаловеды НИУ «БелГУ» на старте работы над этой непростой задачей.

Сегодня на базе лаборатории объемных наноструктурных материалов Научно-исследовательского института материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ» при финансовой поддержке РНФ ведутся работы по исследованию структурных механизмов одновременного повышения прочности и ударной вязкости метастабильных аустенитных коррозионностойких сталей.

Знание этих механизмов, а также технологических условий их реализации позволит в будущем создать промышленные технологии получения принципиально новых материалов с уникальными механическими характеристиками. Потребность в подобных материалах существует прежде всего в добывающей промышленности, где, помимо комплекса механических свойств, важна коррозионная стойкость, – комментирует старший научный сотрудник лаборатории объемных наноструктурных материалов, кандидат технических наук Дмитрий Панов.

В ходе экспериментального исследования научному коллективу удалось получить сталь нового типа с уникальным сочетанием прочности и пластичности. Ученые обращают внимание на то, что метастабильные аустенитные нержавеющие стали обладают очень привлекательным сочетанием пластичности, ударной вязкости и коррозионной стойкости. В то же время для них характерен достаточно низкий предел текучести. Поэтому формирование градиентной структуры материаловеды рассматривают как многообещающий подход для одновременного повышения прочности и при сохранении высокой пластичности сталей.

На первых этапах исследования, проведенного при поддержке ЦКП «Технологии и Материалы НИУ «БелГУ», ученые обнаружили, что после деформационной обработки получен градиент структурного состояния и фазового состава по сечению. Далее выявили, что в условиях полученного градиента структуры при последующей низкотемпературной термической обработке избирательно выделяются наночастицы карбидов, что сопровождается значительным упрочнением.

Дополнительный эффект от этого проявляется во влиянии на процесс распространения трещины в исследуемом материале при динамическом нагружении, что вызывает вместе с упрочнением существенное увеличение, практически вдвое, ударной вязкости стали, – резюмирует Дмитрий Олегович.

Подробнее познакомиться с результатами исследования можно по ссылке