Материаловеды РУДН объяснили аномалию фазового превращения в стали
Известно, что оптимальные свойства сталей формируется в результате термической обработки, состоящей из закалки и отпуска. Режим термической обработки — ее температура и выдержка — существенно влияет на структурное состояние стали, а, следовательно, на ее характеристики. В процессе закалки появляется структура мартенсита, а при отпуске наблюдается ее частичный распад. Одним из методов изучения фазовых превращений при термической обработке является построение температурной зависимости температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР) материала. Максимумы значения ТКЛР позволяют выявить температурные интервалы фазовых переходов. Для сплава ЧС-139 этим методом была обнаружена аномалия мартенситного превращения: там, где на графике температурной зависимости ТКЛР должен быть один пик, соответствующий формированию структуры мартенсита, их оказалось два. Причины этой аномалии оставались неизвестны. Материаловеды РУДН исследовали этот эффект, объяснили его причину и предложили способ устранения аномалии мартенситного превращения.
Ведущий инженер-технолог института инновационных инженерных технологий РУДН кандидат физико-математических наук Базалеева Ксения вместе со своими коллегами высказали предположение о том, что наблюдаемая аномалия связана с «расщеплением» мартенситного превращения на два, а природа этого расщепления имеет диффузионный характер: в процессе термической обработки стали не успевает гомогенизация состава сплава.
Методом построения температурной зависимости ТКЛР материаловедами была исследована аномалия мартенситного превращения на трех сталях: ЭК-181, ЭП-823 и ЧС-139. Все эти стали относятся к одному ферритно-мартенситному структурному классу, но имеют разную концентрацию легирующих элементов. Было установлено, что только в стали ЧС-139, которая имеет максимальную степень легирования, аномалия мартенситного превращения резко выражена.
Известно, что степень легирования стали влияет на скорость диффузионных процессов в ней: чем выше степень легирования, тем ниже скорость диффузии. Увеличение концентрации легирующих элементов приводит к торможению гомогенизации твердого раствора при высоких температурах. Температура мартенситного превращения зависит от состава твердого раствора. Неоднородность состава твердого раствора приводит к тому, что при закалочном охлаждении накладываются превращения разных по составу твердых растворов, каждое из них имеет свой температурный интервал.
«Увеличение времени выдержки и температуры нагрева позволило установить, что расщепление пика можно устранить путем гомогенизации твердого раствора», — кандидат физико-математических наук Ксения Базалеева, ведущий инженер-технолог института инновационных инженерных технологий РУДН.
Результаты опубликованы в журнале Materials.
fizika_bazaleeva_stal_illyustraciya_2021-10-13.png
Кандидат биологических наук, доцент института экологии РУДН Всеволод Павшинцев разрабатывает инновационную методику, которая позволяет оценивать состояние пресных водоёмов с помощью рыбок данио-рерио и искусственного интеллекта. Проект, поддержанный грантом университета, призван перейти от простого химического анализа воды к пониманию того, как загрязнители воздействуют на живые организмы.
Доцент кафедры наноэлектроники и микросистемной техники РУДН Екатерина Гостева возглавляет междисциплинарный проект по разработке технологии наноструктурирования поверхности имплантатов. Её цель — сделать приживление имплантатов быстрым, надёжным и доступным для самых разных групп пациентов.
В институте экологии РУДН реализуется масштабный междисциплинарный проект в области экологической химии и материаловедения. Учёные работают над созданием высокоэффективных сорбентов на основе природных материалов для обезвреживания опасных загрязнителей окружающей среды.
Проект объединяет фундаментальные исследования на стыке химии, материаловедения и экологии и соответствует стратегическим целям развития науки и технологий Российской Федерации.