Ученые из Института изучения металлов Китайской академии наук нашли способ повысить прочность стали, скручивая ее, как полотенце. Такая обработка создает внутри металла микроструктуру, которая в 10 тысяч раз увеличивает его сопротивляемость повреждениям. Об этом сообщает South China Morning Post (SCMP).
Одной из главных проблем в металлургии остается так называемая «усталость» металлов. Это процесс накопления микроскопических повреждений под воздействием циклических нагрузок, который со временем приводит к образованию трещин и разрушению конструкции. Это особенно критично для сварных швов, турбинных лопастей, элементов ядерных реакторов и мостов.
Китайские инженеры предложили решение: они усилили металл путем скручивания его в специальной установке — по принципу отжима полотенца. Это позволило сформировать внутри материала плотную трехмерную структуру из мельчайших «зерен», каждое из которых значительно меньше микрона (миллионной части метра). Такая структура действует как система пружин: при ударе она поглощает энергию и активирует еще более плотные внутренние слои, повышая сопротивляемость металла нагрузке.
В результате предел текучести стали увеличился вдвое, а устойчивость к усталостным повреждениям — в 10 тысяч раз. Ученые подсчитали, что если обычная стальная деталь разрушается в среднем после 10 миллионов циклов нагрузки, то после модификации — только после 100 миллиардов.
Новая технология может быть применена в производстве подводных трубопроводов, коленчатых валов, шатунов и других деталей, которые работают под постоянным давлением и подвергаются вибрациям.