Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рис. 1. Последствия измерения прочности (тест Шарпи на образцах с V-образным надрезом) для образцов низколегированной стали, приготовленной обычным методом (QT) и с помощью термической формовки (TP).

Рис. 2. Зависимость показателя ударной вязкости по Шарпи от температуры.

Рис. 3. Микроструктура образцов после температурной формовки при 500°C. (А) Изображение получено методом дифракции отраженных электронов (EBSD), угол разориентировки между зернами составляет меньше 5°. RD – направление прокатки. (B) Микрофотография (ПЭМ) показывает распределение наноразмерных карбидов в металлической матрице.

Сверхпрочная наноструктурированная сталь

Ключевые слова:  наноструктура, новый материал, сталь

Опубликовал(а):  Росляков Илья Владимирович

17 сентября 2008

Ни для кого не секрет, что металлы и их сплавы приобретают ковкость при высоких температурах и становятся более ломкими и хрупкими при охлаждении. Однако, как выяснилось, не все. Японские ученые выявили обратную зависимость для слаболегированных сталей при низких температурах. Полученные образцы имеют зернистую структуру, ориентированную вдоль направления прокатки, с вкраплениями наноразмерных сферических частиц карбидов.

Новый метод термомеханической обработки, использованный в работе, авторы назвали температурной формовкой или темпформингом (“tempforming”). В качестве модельного сплава использовалась низколегированная сталь, содержащая 0.4% C, 2% Si, 1% Cr, and 1% Mo. Формовка образцов производилась с эквивалентной деформацией порядка 1,7 после отпуска стали при 500°C. Последующие механические испытания нового материала показали отличные результаты, по сравнению со сталью закаленной обычным образом и отпущенной при 500°C. В частности, значение ударной прочности по Шарпи для образцов после температурной формовки (TP-образец) составляет 226 Дж, что почти в 16 раз больше, чем в аналогичном испытании с обычной сталью.

Авторы приводят фотографии стальных брусков после теста Шарпи (рис. 1). Сталь без температурной формовки (QT) разламывается в месте V-образного надреза, образуя ровный скол. Образцы после темпформинга при ударе расслаиваются, причем полного разрушения в некоторых случаях не происходит. Измерения показателя ударной прочности при различных температурах дают интересную зависимость (рис. 2). Для TP-образцов наблюдается максимум в интервале температур от -60°C до -20°C, при дальнейшем повышении температуры ударная прочность уменьшается. Подобное поведение объясняется микроструктурой стали (рис. 3). После темпформинга происходит удлинение зерен вдоль <110> кристаллографического направления, которое совпадает с направлением прокатки. Средний поперечный размер зерен металла составлял порядка 260 нм, размер сферических карбидных частиц, диспергированных в железной матрице не более 50 нм.

В заключении авторы отмечают, что комбинация наноразмерной зернистой структуры материала и контролируемой текстуры прокатки позволяет повысить как прочность, так и ковкость стали при низких температурах. Кроме того, описанный в работе подход может быть применен и для мартенситностареющих сталей, которые являются наиболее прочным материалом, использующимся на сегодняшний день. Вышеописанная стратегия формовки, несомненно, найдет широкое применение в металлургии при производстве сверхпрочных материалов и деталей на их основе.

Работа Inverse Temperature Dependence of Toughness in an Ultrafine Grain-Structure Steel опубликована в журнале Science.


Источник: www.sciencemag.org, www.vmc.com.ua



Комментарии
Мнэ...

Это я туплю, или японцы заново открыли дамаск?
Трусов Л. А., 18 сентября 2008 20:50 
дамаск вроде давно уж
Владимир Владимирович, 19 сентября 2008 03:26 
Это я туплю, или японцы заново открыли дамаск?

Нет, нет - это "тупят" японцы, не осознавшие, что они "переоткрыли" Дамасскую сталь <скорее уж катану тогда> и по незнанию опубликовавшие свои результаты в Science. (Ну и рецензенты "ступили" само собой).

Вот и в другой теме японцы с "комплексом неполноценности" и в "таком бреду" опубликовали свои результаты в Nature Nanotechnology.

И, полноценно, со всей остротой и трезвостью ума, необходимо внести свой посильный научный вклад яркой критикой. Мнэ? Мнэ-Мнэ!
И еще "мнэ"...
А в Уфе, в ин-те сверхпластичности металлов, не то же ли делают и уже давно?
Трусов Л. А., 23 сентября 2008 12:43 
как показывает практика, у нас многое чего "давно делают". только скрывают да в науки не пишут. а что не опубликовано, того не существует.
Владимир Владимирович, 23 сентября 2008 16:06 
Или если протаскивать свои результаты и мысли через рецензентов "не резон", то где патенты или просто реальные продукты, как-то отечественный булатный меч-кладенец.
Без каких-либо ссылок обсуждение становится монологом в стиле классического "Есть ли жизнь на Марсе"
Лев, в данном случае твое замечание мимо цели. Пишут. У Валиева (ссылка 6 из статьи, но только одна, в перечислении ("2-6" и "3-7"), и только за 2006 г.(а есть ведь и более ранние работы!)) из той конторы, например, индекс цитирования по ИСИ >10000 с масксимальным цитированием одной работы >1000. Ну и, как сам понимаешь, это то направление, где вполне возможны и закрытые работы. А метод наноструктурирования металлов через пластическую деформацию, кстати, - уже почти классика... Собственно, хотелось бы понять, что у японцев нового с классикой в сравнении...
Трусов Л. А., 23 сентября 2008 19:39 
так мне тоже интересно.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Снежинки
Снежинки

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.