| 12. |
Приоритет Стратегии НТР России |
Повышение уровня связанности территории Российской Федерации путем создания интеллектуальных транспортных, энергетических и телекоммуникационных систем, а также занятия и удержания лидерских позиций в создании международных транспортно-логистических систем, освоении и использовании космического и воздушного пространства, Мирового океана, Арктики и Антарктики |
| 16. |
Аннотация |
Градиентные материалы привлекают внимание исследователей из-за аномально высоких характеристик механических свойств. В рамках Проекта 2020 были получены принципиально новые научные результаты, которые позволили установить взаимосвязь между особенностями деформационно-термической обработки, характеристиками структурного и текстурного градиентов, механическими свойствами, механизмами деформации и разрушения аустенитных сплавов систем Fe-Cr-Ni-(Mo)-C-Ti и Fe-Mn-Co-Cr-C с низкой энергией дефекта упаковки (ЭДУ). Это позволило разработать подходы для получения новых градиентных материалов на базе традиционных метастабильных аустенитных сталей и перспективных высокоэнтропийных сплавов с одновременно высокими характеристиками прочности, пластичности, ударной вязкости и хладостойкости, которые являются конкурентоспособными для изготовления ответственных конструкций и механизмов, работающих, в том числе, в условиях Арктики и Антарктики.
В то же время, результаты Проекта 2020 предполагают возможность дальнейшего развития данного направления за счет применения разработанных подходов к деформационно-термической обработке легких аустенитных сталей системы Fe-Mn-Al-C-(Si,Ni) с высокой ЭДУ, которые демонстрируют низкую плотность 6-7 г/см3 и, следовательно, высокие удельные прочностные характеристики по сравнению с ранее исследованными в Проекте 2020 аустенитными сплавами с плотностью ~8,0 г/см3. Это делает легкие аустенитные стали системы Fe-Mn-Al-C-(Si,Ni) одними из наиболее перспективных конструкционных материалов для автомобилестроения и авиационно-космической промышленности. Важно отметить, что высокая ЭДУ таких сплавов (более 45 мДж/м2) способствует активации новых механизмов структурообразования при деформации: образование микрополос (microband induced plasticity - MBIP), динамическое измельчение за счет полос скольжения (dynamic slip band refinement - DSBR), а также образование полос сдвига (shear band induced plastisity - SIP). В то же время, метастабильность аустенита данных сплавов является источником таких упрочняющих процессов при термической обработке, как ближнее упорядочение твердого раствора, а также выделение когерентных κ’-нанокарбидов и некогерентных В2-интерметаллидов. При этом данные стали обладают высоким коэффициентом деформационного упрочнения, что делает их склонными к формированию выраженных градиентных структур при неоднородной пластической деформации. От сюда следует, что развитие новых механизмов структурообразования при деформационно-термической обработке таких сплавов, их склонность к деформационному упрочнению и низкая плотность должны привести к получению градиентных структур нового типа с уникальным комплексом механических свойств.
Однако возможности формирования градиентных структур в легких аустенитных сталях системы Fe-Mn-Al-C-(Si,Ni) с высокой ЭДУ на данный момент не исследованы. Далеко не ясно, как будет проходить эволюция градиентной структуры и текстуры в данных сплавах при деформации и последующей термической обработке при реализации новых механизмов структурообразования. Кроме того, возникает вопрос как, в конечном итоге, параметры новой градиентной структуры повлияют на комплекс механических свойств исследуемых материалов. Таким образом, в рамках заявляемого Проекта 2023 планируется проведение детальных исследований по определению взаимосвязи между особенностями деформационно-термической обработки, закономерностями формирования градиентных структур и текстур, механическими свойствами, а также процессами разрушения легких аустенитных сталей системы Fe-Mn-Al-C-(Si,Ni) с высокой ЭДУ для получения комплекса конкурентоспособных характеристик прочности, пластичности, ударной вязкости и хладостойкости в чем и состоит новая научная задача. Следовательно, предлагаемый Проект 2023 внесет заметный вклад в решение фундаментальной задачи по разработке принципиально новых мультифункциональных материалов и методов их обработки. |