Техника - молодёжи 1987-08, страница 18

Борис ПОЛУХИН,

наш спец. корр.

Сталь в чем-то подобна живому организму. Она «закаляется», «устает», «стареет», рассыпается в прах. И чтобы прочувствовать «здоровье» металла, правильно выбрать для стали укрепляющие «витамины» и «лекарства», надо ее знать и любить. Надо также использовать современные средства диагностики и контроля. Тогда отыщутся резервы долговечности, откроются пути «образования» и «воспитания» новых сталей.

Дело это тонкое и кропотливое, требует терпения и усидчивости. Лишь испробовав множество комбинаций с химическим составом, с температурными режимами обработки, можно получить сплав с нужными свойствами. Иногда годами приходится пестовать свое детище. Такой кропотливой работой, во многом отвечающей женскому характеру, занимаются свердловские металловеды Наталья Терещенко, Наталья Черненко, Ирина Косицына и Елена Старчен-ко из Института физики металлов (ИФМ) Уральского научного центра АН СССР. Им удалось создать новую группу высокопрочных материалов — так называемые «стареющие аустенитные сплавы с регулируемой стабильностью».

Мужчины не остались в стороне. Свой вклад в рождение новых сталей внесли также Валентин Тара-ненко и Юрий Ягодзинский из Института металлофизики АН УССР и Александр Маханьков из Уральского политехнического института имени С. М. Кирова. Все семеро молодых ученых удостоены премии Ленинского комсомола 1986 года в области науки и техники.

ТАЙНЫ ЖЕЛЕЗА

Еще немало сюрпризов таит главный металл нашего «железного века». Например, существует сталь, не притягивающаяся к магниту. Цены ей нет в приборостроении и электротехнике. Зовут ее аустенитной — от имени английского металлурга У. Робертса-Аус-тена (1843—1902). Как она создается?

Прежде чем ответить на этот вопрос, напомним некоторые азы металловедения.

Обычно атомы железа при комнатной температуре группируют-

КАК УПРОЧНЯЕТСЯ СТАЛЬ

ся в куб — 8 в вершинах, 1 в Uw.t- ма, ванадия или титана — они,

ре (а-фаза). Выше 910°С ус- внедрившись в кристаллическую

тойчив куб без атома централь- решетку, изменят ее свойства,

ного, однако с 6 добавочными в словно шпунтами сошьют атом-

центрах граней (7-фаза). Еще ные «доски».

плотнее упакованы 17 атомов же- И вот если в у-железе раство-

леза в шестигранной призме— рить углерод (до 2%), получим

12 в ее вершинах, 3 в центре и желанный аустенит. Но лишь при

2 в центрах верхней и нижней температурах выше 723°С! А

шестиугольных граней (е-фаза). нельзя ли аустенитную решетку

При определенных физических сделать устойчивой и при ком-

условиях эти кристаллические натной температуре? Оказывает-

решетки железа могут транс- ся, можно. В этом случае «эликси-

формироваться одна в другую. ром хладоустойчивости» является

Но реальный кусок железа ма- комбинация из никеля и хрома с

ло похож на кристалл, сложенный углеродом и марганцем,

кубами или, скажем, призмами. Увы, образовавшаяся немаг-

При нагреве и охлаждении слит- нитная сталь недостаточно проч-

ки «твердеют» неравномерно по на. Нельзя ли улучшить ее механи-

толщине, поэтому в них можно ческие свойства, подкормив «ви-

обнаружить железо во всех трех тамином неутомимости» — ва-

фазах, с присущим им целым «бу- надием?

кетом» взаимоисключающих под- Собственно, исходя из этой

час свойств. здравой посылки, и начали моло-

Металлурги знают, что, совме- дые ученые ИФМ подбирать ре-

щая те или иные сочетаемые меж- цептуру новых сплавов,

ду собой фазы, можно укрепить Для упрочнения металла издав-

внутреннюю структуру металла. на применяется специальная тер-

Его характеристики существенно мическая обработка образца —

изменяются в зависимости от кон- старение. Суть ее в том, что ато-центрации примесных атомов. . мы легирующих элементов —

Например, добавим атомы уг- того же ванадия — вступают в

лерода — они, подобно песку, по- соединение с атомами углерода,

павшему между скользящими и из перенасыщенного раствора

плоскостями кристаллической ре- выделяются скрепляющие сплав

шетки железа, создадут твердость мелкие твердые частицы карби-

металла. Добавим атомы легирую- дов.

щих (от латинского «лиго» — свя- Происходит так называемое

зывать, соединять) элементов хро- дисперсионное твердение стали,

ма, никеля, молибдена, вольфра- Карбидные частицы стопорят раз-

16