Novatoriška plieno kietumo programinė įranga: Bochum studentas įkvepia ekspertus!

Novatoriška plieno kietumo programinė įranga: Bochum studentas įkvepia ekspertus!

Jakobas Lensingas, Bochumo Rūro universiteto medžiagų inžinerijos katedros studentas, neseniai pristatė reikšmingą kompiuterinės programos, skirtos plieno kietumui apskaičiuoti, išplėtimą. 2025 m. vasario 13 d. Dörrenbergo studijų premijoje už studijų darbą jam įteikta 2 vieta. Lensingo tyrimais siekiama numatyti idealią cheminę sudėtį pagal norimas medžiagos savybes. Skyriuje esanti programinė įranga gali numatyti makroskopines savybes, tokias kaip kietumas, remiantis chemine sudėtimi ir terminiu apdorojimu.

„Lensing“ naujausia pažanga apima martensito pradinės temperatūros (MS) faktoriaus, esminio medžiagų mokslo metrikos, integravimą. Martensito pradinė temperatūra apibrėžia tašką, kuriame pasikeičia medžiagos struktūra po atkaitinimo gesinimo metu. Dėl šio struktūros pertvarkymo medžiaga labai kietėja, o tai labai svarbu daugeliui pramoninių pritaikymų. Nuo šios temperatūros labai priklauso visiška konstrukcijos transformacija.

Martensitinis nerūdijantis plienas ir jo savybės

Martensitinis nerūdijantis plienas, priklausantis 400 serijai, turi į kūną orientuotą tetragonalinę (BCT) kristalinę struktūrą. Šio tipo nerūdijančiame pliene paprastai yra 12–18 % chromo ir 0,1–1,2 % anglies. Nepaisant didelio stiprumo ir kietumo po terminio apdorojimo, martensitinis nerūdijantis plienas pasižymi mažesniu atsparumu korozijai, palyginti su austenitiniu nerūdijančiu plienu. Naudojami stalo įrankiai, chirurginiai instrumentai, vožtuvai, guoliai ir turbinų mentės.

Martensitinio nerūdijančio plieno terminis apdorojimas atliekamas kaitinant iki 925–1070 °C temperatūros, po to greitai atšaldoma (gesinant), kad būtų pasiekta norima martensitinė struktūra. Ši medžiaga taip pat turi magnetinių savybių, todėl ją galima pritaikyti įvairiose pramonės šakose. Dažniausios klasės yra 403, 410, 416, 420, 431, 440A, 440B, 440C ir 17-4 PH. 410 klasė ypač žinoma dėl subalansuoto atsparumo korozijai ir didelio stiprumo derinio.

Martensito susidarymo procesas

Martensitas yra metastabili struktūra, sukurta be difuzijos ir atermos transformacijos iš pradinės struktūros. Transformacija įvyksta, kai medžiaga greitai atšaldoma iš aukštos temperatūros fazės – pavyzdžiui, austenito – į žemos temperatūros fazę. Svarbu užtikrinti, kad aušinimas vyktų pakankamai greitai, kad būtų išvengta difuzijos procesų.

Martensitas susidaro per austenite jau esančius branduolius ir neapsiriboja metalais; taip pat gali atsirasti keramikoje ir polimeruose. Į veidą nukreiptos kubinės austenito gardelės pavertimas keturkampe kūno centre esančia gardele yra pagrindinis procesas, kuris, be kita ko, priklauso nuo cheminės sudėties. Dėl struktūros pokyčių labai padidėja kietumas, kuriam didelę įtaką daro ir anglies kiekis.

Apibendrinant galima pasakyti, kad Jakobo Lensingo tyrimai yra svarbus žingsnis medžiagų inžinerijoje, ypač martensitinio plieno srityje. Tikslus plieno kietumo apskaičiavimas gali ne tik pakeisti medžiagų kūrimą, bet ir paspartinti šių medžiagų inžinerijos išvadų taikymą kitose pramonės srityse.

Bochumo Rūro universitetas praneša, kad Lensing gerokai patobulino plieno skaičiavimo metodą. Daugiau apie martensitinį nerūdijantį plieną galite sužinoti adresu „Steel Pro“ grupė ir bendras martensito susidarymo procesas Vikipedija.