Челябинские ученые изобрели сверхпрочную антикоррозийную сталь
28 декабря 2020
Фото: сайт ЮУрГУ
Они рекомендуют использовать уникальный металл на предприятиях атомной и химической промышленности.
Южноуральские ученые разработали новую коррозионностойкую сталь, на которую получен российский патент. Она содержит азот, а добавление редкоземельных металлов делает ее своего рода аналогом знаменитого булата.
Новую сталь изобрел выпускник кафедры металловедения Александр Мазничевский под руководством доктора технических наук, профессора Юрия Гойхенберга. Он придумал, как избежать давней проблемы азотистых сталей — коррозионного растрескивания. Оказалось, прочность такой стали укрепляют добавки кремния, азота, бора и редкоземельных металлов. Они же намного повышают пластичность и коррозионную стойкость хромоникелевых нержавеющих сталей так называемого аустенитного класса (аустенит — это структурная составляющая углеродистых и легированных сталей).
«Сейчас в высокоразвитых странах продолжают разрабатывать новый класс азотистых нержавеющих сталей, главное преимущество которых по сравнению с традиционными аналогами — более высокая прочность, — говорит Юрий Гойхенберг. — Мы выяснили, что добавление всего 1 % дешевого азота, добываемого из воздуха, настолько же повышает сопротивление стали коррозии, как 30 % дорогостоящего хрома, получаемого при разработке природных месторождений».
Эти исследования провели и получили уникальный продукт в созданном на базе научно-исследовательского института металлургии инновационном предприятии «Ласмет», где Александр Мазничевский работает ведущим научным сотрудником.
По словам изобретателя, область использования азотистых сталей очень широкая. Их применяют при изготовлении для оборудования для добычи нефти и газа на морском шельфе, для паровых и газовых турбин, телеметрических устройств и геологических труб глубокого бурения. Такие стойкие к коррозии немагнитные стали незаменимы в производстве вагонных колес, крепежа атомных реакторов, в стоматологии, медицине, авиации. Они также нашли применение для обработки твердых сырьевых материалов во многих видах индустрии.
«В ходе наших исследований была разработана технология изготовления запатентованной азотсодержащей коррозионностойкой стали, которую выплавляют индукционной печи, — поясняет профессор Гойхенберг. — Измерены механические свойства и проведен оценочный расчет, подтверждающий, что данная азотистая сталь по допускаемым напряжениям при температурах до 700 °С на 60-80 % превосходит серийную, выпускаемую на металлургических заводах, безазотистую сталь».
Как пояснил ученый, все это дает возможность сокращения на 35-40 % объема дорогостоящего металла. Причем свойства стали с добавкой азота сохраняются, она даже становится прочнее своих аналогов.
Чтобы повысить пластичность азотистой стали, ученые рекомендуют провести ее микролегирование бором, церием или иттрием. Это намного снизит трудоемкость производства, затраты по устранению поверхностных дефектов металла.
Новую сталь изобрел выпускник кафедры металловедения Александр Мазничевский под руководством доктора технических наук, профессора Юрия Гойхенберга. Он придумал, как избежать давней проблемы азотистых сталей — коррозионного растрескивания. Оказалось, прочность такой стали укрепляют добавки кремния, азота, бора и редкоземельных металлов. Они же намного повышают пластичность и коррозионную стойкость хромоникелевых нержавеющих сталей так называемого аустенитного класса (аустенит — это структурная составляющая углеродистых и легированных сталей).
«Сейчас в высокоразвитых странах продолжают разрабатывать новый класс азотистых нержавеющих сталей, главное преимущество которых по сравнению с традиционными аналогами — более высокая прочность, — говорит Юрий Гойхенберг. — Мы выяснили, что добавление всего 1 % дешевого азота, добываемого из воздуха, настолько же повышает сопротивление стали коррозии, как 30 % дорогостоящего хрома, получаемого при разработке природных месторождений».Эти исследования провели и получили уникальный продукт в созданном на базе научно-исследовательского института металлургии инновационном предприятии «Ласмет», где Александр Мазничевский работает ведущим научным сотрудником.
По словам изобретателя, область использования азотистых сталей очень широкая. Их применяют при изготовлении для оборудования для добычи нефти и газа на морском шельфе, для паровых и газовых турбин, телеметрических устройств и геологических труб глубокого бурения. Такие стойкие к коррозии немагнитные стали незаменимы в производстве вагонных колес, крепежа атомных реакторов, в стоматологии, медицине, авиации. Они также нашли применение для обработки твердых сырьевых материалов во многих видах индустрии.
«В ходе наших исследований была разработана технология изготовления запатентованной азотсодержащей коррозионностойкой стали, которую выплавляют индукционной печи, — поясняет профессор Гойхенберг. — Измерены механические свойства и проведен оценочный расчет, подтверждающий, что данная азотистая сталь по допускаемым напряжениям при температурах до 700 °С на 60-80 % превосходит серийную, выпускаемую на металлургических заводах, безазотистую сталь».
Как пояснил ученый, все это дает возможность сокращения на 35-40 % объема дорогостоящего металла. Причем свойства стали с добавкой азота сохраняются, она даже становится прочнее своих аналогов.
Чтобы повысить пластичность азотистой стали, ученые рекомендуют провести ее микролегирование бором, церием или иттрием. Это намного снизит трудоемкость производства, затраты по устранению поверхностных дефектов металла.
Поделиться
