В ПНИПУ повысили надежность мартенситностареющих сталей

Ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ) разработали способ повышения устойчивости мартенситностареющих сталей к образованию трещин. Эти материалы широко применяются в аэрокосмической промышленности, ядерной энергетике и других ответственных отраслях благодаря своей прочности и пластичности. Об открытии "Газете.Ru" сообщили в пресс-службе научного учреждения.

Мартенситностареющие стали получают свои уникальные свойства благодаря особой структуре — мартенситу, которая образуется при термической обработке. Процесс включает закалку (нагрев до 800–950 °C и быстрое охлаждение) и старение (нагрев до 450–550 °C с выдержкой). Во время старения в материале формируются наноразмерные выделения, такие как никель-титан или никель-алюминий, которые упрочняют сталь. Однако ключевым фактором для повышения трещиностойкости является размер этих частиц.

Ученые исследовали отечественную сталь 03Х11Н10М2Т (ЭП-678), которая используется в авиастроении, производстве турбин и других высоконагруженных деталей. Образцы закаливали при температурах от 920 °C до 1200 °C и подвергали старению при 300–560 °C.

Испытания показали, что при более высокой температуре закалки (1200 °C) и крупнозернистой структуре скорость роста трещин снижается в три раза по сравнению с мелкозернистой сталью, закаленной при 920 °C.

"Обычно считается, что чем мельче структура, тем выше трещиностойкость. Но наши эксперименты доказали обратное: укрупнение зерен повышает устойчивость к разрушению, особенно при низких нагрузках", — объяснил заведующий кафедрой "Металловедение, термическая и лазерная обработка металлов" ПНИПУ Юрий Симонов.

Результаты исследования помогут оптимизировать режимы термической обработки сталей для повышения их долговечности. Это особенно важно для отраслей, где критична надежность материалов, таких как аэрокосмическая, нефтегазовая и машиностроительная промышленность.