Учёные НИИ материаловедения и инновационных технологий НИУ «БелГУ», реализуя проект по созданию экономичных экономнолегированных сталей с уникальным сочетанием высокой прочности, пластичности и ударной вязкости, научились управлять структурой стали на микроуровне. Вместо образования хрупких карбидных частиц, делающих сталь твёрдой, но ломкой, они направили углерод на стабилизацию пластичной фазы – аустенита. В результате в стали формируется структура, где очень прочный «каркас» сочетается с пластичными «прослойками», позволяя ей быть одновременно сверхпрочной и вязкой. Исследователи нашли оптимальный режим обработки, позволяющий получить сталь с пределом текучести 1190 МПа, относительным удлинением 14,1% и ударной вязкостью 66 Дж.
Достичь высоких результатов позволило применение передовой технологии термообработки «закалка-распределение» в комбинации с изотермической выдержкой. Для расчёта режимов применяли компьютерное моделирование, а для изучения структуры – растровую электронную микроскопию и рентгеноструктурный анализ. В отличие от традиционных методов, предложенный комбинированный режим обработки формирует иерархическую трёхфазную структуру: матрицу из отпущенного мартенсита с включениями сверхпрочного бейнита и стабильного аустенита. Это позволяет преодолеть классический компромисс между прочностью и вязкостью.
Новая сталь предназначена для производства деталей в транспортном машиностроении и сельскохозяйственной технике: износостойкие элементы землеобрабатывающей техники, элементы подвески, детали ходовой части.
Разработка позволит создавать высокотехнологичную продукцию с высокой добавленной стоимостью, организовать новые производства, создать рабочие места для квалифицированных специалистов и увеличить налоговые поступления. Для России это шаг к снижению зависимости от импортных высокопрочных сталей, повышению энергоэффективности транспорта и безопасности конструкций в критически важных отраслях.
Промышленным партнёром проекта выступает АО «ОМК». Завершив этап лабораторных испытаний, команда планирует перейти к опытно-промышленным испытаниям, чтобы подтвердить улучшенные характеристики материала на экспериментальных образцах.
Исследования проводятся в рамках университетского стратегического технологического проекта №1 «Технологии материалов и изделий машиностроения» по программе «Приоритет-2030».
Источник: НИУ «БелГУ»
