НАВЕРХ

Сибирские ученые повысили прочность стали в пять раз

Фото: Kevin Doncaster / Attribution License

Сотрудники Красноярского научного центра СО РАН при поддержке коллег из Москвы разработали технологию повышения твердости стальных изделий с помощью лазера. Учёным удалось найти такой баланс мощности, при котором металл не плавится, коэффициент трения уменьшается, а прочность возрастает, сообщила пресс-служба исследовательского центра.

Обычно для увеличения твёрдости применяют технологию легирования, то есть добавления в сталь примесей. По мнению учёных, метод можно улучшить, если использовать такие наноуглеродные материалы, как фуллерен, графен или наноуглеродные трубки, и лазер для обработки поверхности. Преимущество лазера в бесконтактной, быстрой и строго дозированной передачи энергии на обработанную поверхность металла.

В качестве наноматериала использовали сажу, которая получается при производстве фуллеренов в дуговом разряде с графитовыми электродами. Исследователи зафиксировали зависимость прочности образца от энергии лазерного воздействия с максимумом в области 100 — 150 Джоулей на квадратный сантиметр. Такая энергия в несколько раз превышает энергию пламени газовой конфорки, необходимую для кипячения одного литра воды.

Ученым удалось подобрать такие мощности, при которых поверхность металла не плавится и в то же время наблюдается значительное увеличение его прочности. Как правило, твердость материала была максимальна в центре зоны воздействия пучка лазера и уменьшалась к краям. Неоднородное распределение твердости усиливало износостойкость поверхности, поскольку металлический сплав, образованный из мягкого основания и жестких включений, имел меньший коэффициент трения.

После обработки лазером твердость железа, покрытого наноструктурированным углеродом, увеличилась более чем в пять раз по сравнению с наиболее распространенной технической сталью. Коэффициент трения усиленного материала оказался на 20-30% ниже, чем у исходных образцов технического железа в условиях сухого контакта поверхностей. Поверхностное армирование стали позволяет повысить прочность и эксплуатационные свойства деталей машин и инструментов, работающих в условиях износа и контактных нагрузок.

Обсуждение (7) Добавить комментарий Мой профиль
ОБСУЖДЕНИЕ (7)
0
Добавить комментарий