Прочность стальных изделий можно будет увеличить в 1,5 раза

Учёные из Китая иисследователи из НИТУ МИСИС показали новый способ лазерной проработки поверхности твёрдых веществ с последующим увеличением прочности и устранением малых дефектов. Прочность металлических изделий увеличивается в 1,5 раза. Лазерная обработка актуальна для биофизики, атомной промышленности, газовой и авиакосмической отрасли. Из стальных изделий постобработки можно создавать прочные конструкции,которые будут устойчивы к различным воздействиям.

Увеличение прочности в 1.5 раза стальных конструкций и большая устойчивость к различным влияниям является современным новшеством. Это даст возможность создавать улучшенные здания и изделия из металлов. Наблюдение показало, что влияние коротко импульсного лазерного излучения на металл приводит к улучшению его механических свойств. Возникает ударная волна внутри металла,воздействие приводит к его"закалке лазером".

Способ обработки металла лазером основывается на способности металлов кратковременно переходить в экстремальное состояние, когда на сталь воздействуют энергией до 20 мегаджоулей в течение 20 наносекунд короткими лазерными импульсами. В итоге получается газопламенное облако, оно при помощи шокового давления влияет на поверхностные слои железа. В процессе образуются области плавления, когда ударная волна создаётся внутри стали. Стальные изделия обретают более прочные характеристики.

Провели компьютерные моделирования ударных волн и влияния температур нанаружный слой металлического сплава при включении лазера, учитывая при этом наноразмерные дефекты. На первом этапе произвели нагрев поверхностного слоя с изъянами, на втором смоделировали процесс заживления деформаций нанопор в разогретом железе.

Эксперимент по обработке металла лазером происходил в два этапа. Было обнаружено увеличение прочности поверхности, обработанной лазером, в 1,5 раза и выше. Также материал стал обладать улучшенной устойчивостью к возможным трещинам.

Учёные считают, что наиболее важным открытием стала разработка механизма избирательного влияния лазера на дефектные области, это повышает прочность материала. Физический механизм воздействия лазером даёт возможность устранить микропоры. Проработка металла лазером может привести к разработке имплантов с биосовместимой поверхностью. Открытие является интересным для многих отраслей, в том числе и строительства.