Djalal Mirzayev. Crédit :SUSU
Des chercheurs de l'Université d'État du Sud de l'Oural travaillent à la production d'un ultra-léger, et un type d'acier ultra-résistant appelé bainite. Ce nouveau matériau a des applications potentielles dans l'industrie aéronautique, l'ingénierie mécanique et l'industrie de la défense.
Les développements ont été publiés dans Physique des métaux et métallographie . Les auteurs de l'article sont Docteurs en Sciences (Physique et Mathématiques), Professeur Djalal Mirzayev et professeur agrégé du Département d'optoinformatique de l'Institut des sciences naturelles et mathématiques SUSU Ivan Buldashev.
Acier très résistant et malléable
L'acier est un alliage de fer et de carbone, mais selon la température à laquelle le fer est chauffé, il est possible d'obtenir différentes structures en acier. C'est parce que dans l'intervalle de zéro à 911 degrés Celsius, les propriétés du fer changent complètement. À une température inférieure à 911 degrés Celsius, l'austénite entre dans une phase plus malléable et molle appelée ferrite, qui se forme avec un refroidissement lent. Dans la fabrication, la ferrite est utilisée pour l'usinage. Cependant, avec refroidissement choc, l'austénite forme une phase superdure appelée martensite.
Structure de la phase bainitique Fe-Si-Mn-Cr-V d'encore sous un microscope électronique à balayage Crédit :SUSU
"La martensite est une phase solide de l'acier, car pendant le refroidissement rapide, le carbone est incapable de se séparer complètement sous forme de carbure et se « coince » dans la structure. En outre, pendant ce type de refroidissement, de nombreux défauts microscopiques apparaissent – luxations, qui ne sont pas dangereux, mais affaiblir l'acier. La martensite est à la fois une structure dure et cassante. Notre objectif est de créer un acier qui conserve la dureté élevée de la martensite et une malléabilité suffisante, et est donc plus fort, ", dit Djalal Mirzayev.
Nouvel acier pour l'industrie pétrolière
La base de la recherche actuelle est la bainite, qui est similaire à la martensite. Il est produit en ajoutant des éléments tels que le nickel, chrome, manganèse et silicium. Maintenir le plus haut niveau de force, la bainite a une malléabilité plus élevée que la martensite. Cependant, la malléabilité de la bainite n'est pas ultime. Les chercheurs de SUSU travaillent à l'obtention de bainite sans carbure, qui permettra d'augmenter sa résistance aux chocs, puisque les particules de carbure sont des concentrateurs de contraintes qui stimulent la fracture. Un autre aspect important est la réduction du temps de production requis pour ce type d'acier.
Il est important de noter que ce nouvel acier deviendra 15 à 30 pour cent plus résistant. Il pourrait trouver des applications dans l'industrie de la défense et l'industrie pétrolière. Les tuyaux fabriqués à partir de bainite sans carbure auront non seulement une résistance élevée aux chocs, ils auront également une résistance durable dans les climats arctiques. À l'avenir, les scientifiques travailleront à la recherche de la composition optimale du nouvel acier, dont les propriétés dépendront de l'industrie à laquelle le matériau sera destiné.
