Японские специалисты научились делать высокопрочную сталь с необычной структурой

Японские исследователи из Института наук о материалах в городе Цукуба разработали новый тип стали с выдающимися прочностными характеристиками. Статья японских специалистов вышла в свет в последнем выпуске журнала Science.

Известно, что прочная и пластичная сталь – сплав железа с углеродом – становится очень хрупкой при температурах ниже -30 градусов по шкале Цельсия. Этот ее недостаток не позволяет применять стальные изделия для изготовления деталей и узлов машин, предназначенных для эксплуатации в холодных регионах Земли. Для придания стальным изделиям необходимой прочности в промышленности, как правило, применяют легирующие добавки никеля, кобальта и ванадия. Эти примеси делают сплавы прочнее и существенно дороже.

Юдзи Кимура и его коллеги разработали методику получения высокопрочной стали без применения легирующих добавок в сплаве. Секрет их успеха кроется в изящной технологии получения стали с необычной микроструктурой. Обычная сталь состоит из микрокристаллических зерен сферической формы. Добавление легирующих примесей никеля, ванадия и других металлов упрочняет силу сцепления этих зерен и делает стальные сплавы прочнее. Кимура разработал способ получения стали, состоящей из кристаллических зерен вытянутой цилиндрической формы. Благодаря увеличенной площади контакта между кристаллитами в таком материале, его прочность не уступает прочности легированных сплавов.

По его технологии стальная пластина толщиной 4 см скручивается в болванку при 1200 0С, после чего охлаждается до 500 0С и сжимается прессом. Эта нехитрая процедура и приводит к формированию волокнистой структуры высокопрочной и дешевой стали.