 |
Учёные из Тольятти доказали: водород не делает сталь хрупкой
Тольяттинские учёные доказали: разрушения под действием водорода и в результате классического низкотемпературного охрупчивания принципиально отличаются друг от друга.
Хрупкое разрушение металлов – коварное физическое явление. Оно не сопровождается внешней деформацией и изменением формы, поэтому начало хрупкого разрушения по внешним признакам обнаружить тяжело. Водородная хрупкость металлов – одна из разновидностей опасного хрупкого разрушения, вызывающая ухудшение механических свойств и приводящая к внезапным отказам металлических компонентов. Падению прочности и пластичности под воздействием водорода подвержены большинство конструкционных металлов и сплавов, взаимодействующих с ним.
– В настоящий момент истинный механизм водородной хрупкости остается неизвестным. В научном сообществе на этот счет существует два принципиально разных мнения. Согласно одной точке зрения, водород провоцирует хрупкое разрушение. Такое же разрушение происходит, например, когда металл становится хрупким под действием низких температур, – поясняет Евгений Мерсон. – Есть и противоположное мнение: на самом деле водород в микрообъеме не охрупчивает, а наоборот пластифицирует материал, и на микроскопическом уровне рост трещин с участием водорода происходит, скорее, по вязкому механизму.
В связи с этим тольяттинские учёные выдвинули гипотезу: если при низких температурах без насыщения материала водородом и после насыщения, приводящего к водородной хрупкости, механизм разрушения образцов одинаковый, то поверхность разрушения и путь трещин относительно микроструктуры стали в этих двух случаях должны также иметь одинаковые признаки.
– Чтобы это проверить мы взяли образцы чистого железа, сплава железо-кремний (Fe-2.5%Si) и низкоуглеродистой стали. Каждый образец растягивали в разрывной машине и одновременно насыщали водородом, под действием которого на поверхности начинали расти трещины. Затем эти же образцы быстро доламывали в жидком азоте, провоцируя истинно хрупкое разрушение. В финале эксперимента исследовали поверхности разрушения образцов с применением нашей уникальной методики количественного фрактографического анализа, – рассказал Евгений Мерсон.
В итоге сотрудники НИИПТ ТГУ установили, а также количественно и качественно подтвердили: участки поверхности разрушения, образованные под действием водорода и в результате классического низкотемпературного охрупчивания, принципиально отличаются друг от друга. «В дальнейших наших исследованиях мы попытаемся проверить, действительно ли водород стимулирует вязкое разрушение металла», – добавляет Евгений Мерсон.
Разработка сталей, устойчивых к водородной хрупкости, актуальна для всех сфер, где они используются в конструкционных решениях и подвержены исключительно высокому риску разрушения под действием водородосодержащих сред.
В первую очередь, это активно развивающаяся водородная энергетика с разработкой установок генерации водорода, а также технологий и оборудования для хранения и использования водорода для распределённой и автономной энергетики. Именно этим занимаются участники консорциума «Водородная энергетика», инициированного Тольяттинским госуниверситетом, которые объединились с целью ускорения вывода на рынок инновационных продуктов на базе водородных технологий.
Стоит подчеркнуть, что водородная тематика является одной из ключевых для НОЦ мирового уровня «Инженерия будущего», в частности с участием ТГУ реализуется проект по «Долгосрочному хранению водорода для альтернативной энергетики».
Добавим, что результаты исследования водородной хрупкости учёными опорного ТГУ также пригодятся в нефтегазовой, химической и атомной отраслях промышленности. Данные эксперимента в перспективе могут быть использованы при разработке физико-математических моделей для расчёта долговечности стальных изделий, работающих в условиях риска развития водородной хрупкости, а также при разработке сталей устойчивых к водородной хрупкости.
Наряду с вопросами получения водорода, насыщения им жидкого носителя, технологии хранения и транспортировки, дальнейшего выделения из жидкого носителя с получением энергии, необходимо на каждом этапе решать вопросы материаловедческого характера, в том числе обеспечивая защиту от так называемой «водородной хрупкости». В этих вопросах ТГУ имеет весьма высокие компетенции. Работы под руководством доктора технических наук, заслуженного деятеля науки и техники РСФСР, академика Инженерной Академии СССР Михаила Ароновича Криштала велись с 1980-х годов и продолжают идти под руководством профессоров опорного вуза Михаила Выбойщика, Дмитрия Мерсона и Михаила Криштала, ректора ТГУ.
Исследование проведено при грантовой поддержке Российского научного фонда. Эксперимент описан в статье, опубликованной в высокорейтинговом научном журнале Materials Science and Engineering: A (входит в перечень Q1).
Контактное лицо: Мишина Ирина Александровна
Компания: Тольяттинский государственный университет
Добавлен: 15:31, 06.08.2021
Количество просмотров: 772
Страна: Россия
| Педагоги со всей страны обсудят грамотное использование ИИ и медиаконтента в школах и детских садах, «Мобильное Электронное Образование» (МЭО), 14:06, 14.08.2026, Россия276 |
| Как меняется образовательный процесс под влиянием цифровых технологий и генеративного искусственного интеллекта и как воспитать критическое мышление у школьников при использовании нейросетей — в фокусе внимания VIII ежегодной конференции для руководителей и специалистов сферы образования «Большой педагогический совет МЭО», которая пройдет накануне нового учебного года. |
| Выпускник ХГУ создал цифровую платформу для управления доступом к образовательным сервисам, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 14:04, 14.08.2026, Россия99 |
| Единый центр управления цифровыми профилями студентов и доступом к образовательным ресурсам получил название «Identica» (Айдентика). По задумке автора – выпускника инженерно-технологического института ХГУ Кирилла Байронченко – разработка призвана решить проблему забытых паролей и упорядочить сервисы, на которые подписан пользователь. |
| В ХГУ установили, что «цифра» вытесняет сказку для малышей, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 13:57, 14.08.2026, Россия58 |
| Проблему влияния цифровизации на детей и семью изучила выпускница Хакасского госуниверситета Дания Гайфулина под научным руководством преподавателя института непрерывного педагогического образования ХГУ, кандидата педагогических наук Олеси Горбуновой. Исследователи установили, что 43 процента родителей не читают детям на ночь сказки, ссылаясь на занятость. |
| Карьера студентов ХГУ начинается в РСО, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 13:46, 14.08.2026, Россия55 |
| Более 70 обучающихся Хакасского госуниверситета трудятся в Российских студенческих отрядах. В республике действуют шесть направлений РСО: педагогические, строительные, сервисные, медицинские, путинные и отряды проводников. Студенты ХГУ задействованы практически во всех из них. |
| Археологическая практика студентов ХГУ принесла новые открытия, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:29, 11.08.2026, Россия172 |
| Находки сделаны во время практики студентов 1 и 2 курсов в Боградском районе, возле села Троицкое на раскопках памятников таштыкской археологической культуры. Их ежегодно размывают воды Красноярского моря. И это тот самый случай, когда «раскопать – значит, спасти». |
| Музей ХГУ пополняется экспонатами от участников СВО, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:12, 11.08.2026, Россия113 |
| Несколько лет назад в сельскохозяйственном колледже института менеджмента, экономики и агротехнологий ХГУ был открыт необычный кабинет арт-хроники «Память сильнее времени». Сегодня это уже настоящий музей, создателем и хранителем которого является преподаватель ОБЖ и лектор Российского общества «Знание» Вячеслав Кузьмин. |
| Студентка ХГУ исследовала феномен русской игры кила, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 00:06, 06.08.2026, Россия771 |
| Мало кто знает, что на Руси издревле играли в мяч. Первые сохранившиеся российские письменные источники, в которых упоминается игра с большим мячом, перебрасываемым ногами, относятся к 1790 году. Систематические описания появляются в XIX веке. |
| В ХГУ зачислены первые абитуриенты, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 07:57, 05.08.2026, Россия593 |
| В Хакасском госуниверситете издан приказ о зачислении с 1 сентября на места в пределах квот: отдельной, особой и целевой. В него вошли абитуриенты, поступавшие без вступительных испытаний. Они пополнят ряды студентов, обучающихся на бюджетной основе по программам бакалавриата и специалитета очной, очно-заочной и заочной форм обучения. |
| Студентка ХГУ шагнула в будущее, создавая эксклюзивные костюмы, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 06:55, 05.08.2026, Россия82 |
| На реализацию проекта «Разработка новых материалов и фактур с использованием аддитивных технологий для пошива сценических костюмов» Татьяна Опарина из инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета получит грант в размере одного миллиона рублей. Она стала победителем всероссийского конкурса «Студенческий стартап». |
| Интерактивный тренажёр для поддержки детей с ОВЗ создадут в ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 06:47, 05.08.2026, Россия127 |
| Студенты инженерно-технологического института Хакасского госуниверситета под руководством старшего преподавателя Дмитрия Яковлева работают над созданием интерактивного тренажёра для детей с расстройствами аутистического спектра (РАС). Проект реализуется при грантовой поддержке. В числе экспертов – психологи, дефектологи, АВА-специалисты. |
| Не бояться говорить на иностранном языке, ТГУ, 16:29, 03.08.2026, Россия445 |  |
| В Тольяттинском государственном университете разработали методику, которая помогает студентам свободнее и увереннее строить устную речь на иностранном языке. |
| Более 15 тысяч заявлений от абитуриентов поступило в ХГУ, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 14:56, 03.08.2026, Россия145 |
| Из них – свыше 9600 на бюджет, остальные на платный приём. Всего в этом году вузу предоставлено 1435 бесплатных мест по более чем 120 направлениям высшего и среднего профессионального образования. |
| 85 лет в Абакане готовят педагогов, Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова, 22:48, 21.07.2026, Россия1016 |
| Уже 85 лет в республиканской столице готовят педагогов. В июле 1941 года первыми выпускниками Абаканского учительского института стали 79 педагогов, а в победном 1945 – 104 человека. |
|
|
