Ученые из Академии наук Китая разработали новую технологию, которая делает нержавеющую сталь невероятно устойчивой к разрушению. Их метод, основанный на многократном скручивании металла, подобно выжиманию мокрого полотенца, позволил создать материал, сочетающий высокую прочность, гибкость и долговечность.
Изображение сгенерировано Kandinsky
Обычно под нагрузкой металл со временем деформируется, покрывается трещинами и разрушается — это явление называется усталостью металла. Китайские исследователи решили эту проблему, изменив внутреннюю структуру нержавеющей стали марки 304. Они создали так называемую пространственно-градиентную ячеистую структуру, которая действует как защитный барьер внутри материала. В результате сталь стала в 2,6 раза прочнее, а ее устойчивость к усталостным повреждениям выросла в 10 000 раз по сравнению с обычными аналогами.
Руководитель проекта профессор Лу Лэй объяснил, что внешне сталь выглядит так же, но внутри она кардинально изменилась. Скручивание сформировало трехмерную сеть субмикронных «стен», которые предотвращают появление дефектов даже при сильных нагрузках. Это происходит благодаря динамическому измельчению дислокаций — дефектов кристаллической решетки, что снижает скорость деформации в тысячи раз.
Новая сталь найдет применение в создании долговечных компонентов, таких как детали двигателей, подводные трубопроводы и авиационные конструкции, которые выдерживают экстремальные условия. Ученые считают, что их технология повысит надежность высокотехнологичного оборудования и откроет новые возможности для машиностроения, сделав изделия прочнее и долговечнее.
