Увеличение прочности металла: помогут газ и магнит

Температура каления металла, состав расплава, наличие присадок – все это сказывается на пористости, зернистости, а значит и прочностных свойствах получаемой стали, деталей и возводимых из них металлоконструкций.

Жидкая сталь – расплав железа с различными функциональными примесями. К структурно-чувствительным свойствам жидкой стали можно отнести плотность, вязкость расплава, поверхностное натяжение, электрическую проводимость, теплопроводность, скорость распределения звука и другие. Этими параметрами определяется возможность формирования качественных стальных изделий. В технологии выплавки стали важной стадией является внепечная обработка расплавленных металлов, такая, как например дополнительное перемешивание, способствующее достижению микроравновесного состояния расплава.

Пускайте газ

Коллективом специалистов под руководством Б.А. Баума проведены исследования влияния продувки расплавов инертными газами на потребительские свойства высоколегированных сталей. Продувка аргоном позволяет увеличить параметр кристаллической решетки и плотность стали, возрастала ударная вязкость и пластические свойства.

По мере повышения однородности расплава уменьшалась дефектность структуры, а значит, создавались условия для равномерного рассеяния механической энергии.

Магнитное поле мешает расплав

Недавно ученые обнаружили еще один эффект, который может помочь созданию более прочных металлических конструкций. Расплав металла в магнитном поле при облучении пучком электронов начинает активно самостоятельно перемешиваться. Первоначально исследователи предположили, что это следствие разности поверхностных напряжений между областями расплава, имеющими различную температуру, однако дальнейшее изучение потоков показало, что это следствие термоэлектрического эффекта. Разница температур слоев расплавленного металла способствует появлению электрического тока, что, при наличии магнитного поля, приводит к возникновению в расплаве сил, перемешивающих его.

Усовершенствование технологии получения сплавов может позволить значительно расширить возможности строительной отрасли, использующей стальные элементы в качестве основных конструктивных материалов.