Материаловеды НИУ «БелГУ» получили новый конструкционный материал с повышенной прочностью и пластичностью

Одним из наиболее перспективных направлений развития материаловедения является повышение механических свойств сталей путём изменения их микроструктурного дизайна. Команда учёных НИИ материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ» на протяжении многих лет успешно проводит исследования по усовершенствованию сталей для нужд различных отраслей промышленности. Перспективным достижением учёных стало повышение механических свойств среднемарганцевой стали.

Как отмечает руководитель НИИ, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Рустам Кайбышев, этот материал является примером передовых конструкционных сталей, обладающих высокой прочностью и пластичностью, однако существует возможность улучшения привлекательных характеристик.

– После гомогенизации сталь была подвергнута горячей обработке при температуре 1150 ° C, а затем – горячей прокатке при температуре 550 °C. Прокатку проводили до полного уменьшения на 60% с последующим водяным охлаждением. Образцы тёплого проката подвергали отжигу при 600° C в течение 30 мин с последующей обработкой водой с целью стабилизации 50% аустенита, – рассказывает об основных этапах технологического процесса Рустам Оскарович.

Учёные изучили структуру среднемарганцевой стали и провели серию испытаний для изучения её физических свойств. Исследователи обнаружили, что материал демонстрирует превосходные механические свойства: высокий предел текучести 920 МПа, предел прочности при растяжении 1440 МПа и относительное удлинение, составившее 32%.

Кроме того, была обнаружена почти линейная зависимость между фазовым превращением и истинной деформацией. Как отмечает ведущий научный сотрудник, доктор физико-математических наук Андрей Беляков, эта взаимосвязь позволяет использовать долю мартенсита, вызванного деформацией, в качестве индикатора общей деформации несущих конструкций. Система датчиков, осуществляющих дистанционный контроль состояния несущих конструкций, будет востребована в различных областях промышленности и строительства, например, для мониторинга труднодоступных элементов напряжённой конструкции танкеров.

Рассказывая о перспективах внедрения изобретения, учёный отметил, что получение данных удалённо с контрольного пункта может предоставить исчерпывающую информацию о необходимости срочного ремонта любого узла, а точность и локальность метода позволяют использовать точечный ремонт там, где это необходимо. Современные методы моделирования позволят оснастить наиболее уязвимые области датчиками уже на стадии проектирования, что, несомненно, повысит безопасность и надёжность любых несущих конструкций.

Подробнее познакомиться с результатами исследования можно по ссылке: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0167577X21012969