Пермские механики придумали, как получить более прочную сталь

Исследователи из Пермского Политеха придумали, как получить «улучшенную» версию стали. Создать более прочный и долговечный материал им поможет физико-математическая модель.

Сейчас специалисты при получении стали не учитывают заранее, как изменяется структура металла при обработке. Эти данные возможно получить только на основе испытаний образцов. Чтобы снизить расходы на проведение дорогостоящих экспериментов, механики Пермского Политеха разработали физико-математическую модель. Она позволит наглядно представить, каким будет новый сплав после воздействия на него.

– Если мы нагреем стальной клинок и очень медленно его охладим, оставив в печи, то получится изделие из мягкого материала, который легко меняет форму. Но если заготовку резко охладить в воде, то она станет жестким, прочным предметом. Этот процесс называют фазовым превращением. Оно происходит в сплавах при определенных термомеханических воздействиях и меняет их изначальные свойства. Наша модель позволит определить режимы обработки, чтобы получить изделие с нужными свойствами, – рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры «Математическое моделирование систем и процессов» ПНИПУ, кандидат физико-математических наук Никита Кондратьев.

В основе модели – знания о физических механизмах формирования микроструктуры материалов и ее эволюции. Они позволяют исследователям получать сплавы с «улучшенными» свойствами и рассчитывать их изменение. Разработка уникальна тем, что учитывает механизмы, которые свойственны множеству сплавов. Ученые смогут «подстраивать» модель под конкретные материалы и методы их обработки, практически не изменяя ее структуру.

Разработка будет интересна предприятиям, которые используют в работе процессы термомеханической обработки, в частности – в области машиностроения и аэрокосмической промышленности.

Результаты исследования опубликованы в журнале Frattura ed Integrità Strutturale (Fracture and Structural Integrity).