Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Научные открытия в области металловедения.



Научное открытие "Явление возникновения подвижных водородонасыщенных метастабильных зон при полиморфном превращении металлов".

Формула открытия: "Установлено неизвестное ранее явление возникновения подвижных водородонасыщенных зон при полиморфном превращении металлов, например железа, марганца и их сплавов, заключающееся в образовании между растущими и исчезающими кристаллами переходного слоя, пересыщенного водородом в результате перестройки кристаллической решетки, и приводящее к самопроизвольному деформированию металлов в твердом состоянии".
Авторы: В. И. Шаповалов, В. Ю. Карпов.
Номер и дата приоритета: № 313 от 10 февраля 1980 г. в части экспериментального обнаружения и 19 мая 1982 г. в части теоретического обоснования.
Дата регистрации: 26 декабря 1985 г.


Описание открытия.
Известно, что полиморфное превращение в металлах, протекающее по диффузионному механизму, сопровождается перераспределением компонентов между растущей и исчезающей фазами. Считалось, что наличие примесей в этих условиях не должно влиять на механизм перестройки кристаллической решетки.

Авторы открытия установили, что при наличии в кристаллической решетке ряда металлов, в частности железа и марганца, растворенного водорода принципиально меняется механизм ее перестройки, Этот газ накапливается между растущими и исчезающими кристаллами, образуя зоны, обогащенные водородом в десятки и тысячи раз по сравнению с равновесным состоянием. Возникновение и движение этих зон приводит к интенсивному формоизменению, напоминающему течение вязкой жидкости, без приложения внешнего механического воздействия. Обнаружено, что новое явление сопровождается еще одним эффектом — импульсным выделением водорода из металла в момент полиморфного превращения.

Открытие вносит существенный вклад в развитие теории полиморфных превращений в металлах и влияния примесей на характер перестройки их кристаллической решетки. Оно указывает на возможность существования нового механизма спонтанной деформации металлов в твердом состоянии.

Практическое значение открытия заключается в возможности использования полученных авторами результатов для осуществления пластической деформации очень хрупких металлов и сплавов, например марганца. На основе обнаруженного явления возможно создание новой технологии получения металлических изделий без применения таких традиционных способов деформации, как прокатка, ковка, экструзия, причем со значительным снижением энергозатрат. Самопроизвольным точением металлов, как показали авторы открытия, можно управлять, изменяя давление водорода и создавая определенные перепады температур. На этом эффекте основаны принципиально новые способы формоизменения металлических материалов, соединения металлов с керамикой, получения металлических капилляров и монокристаллов, скоростной диффузионной сварки, выявления внутренних дефектов в изделиях. На основе открытия разработаны также весьма эффективные процессы дегазации ответственных стальных изделий.

Практическая значимость обнаруженного свойства заключается в возможности интенсификации каталитических процессов превращения различных классов органических соединений за счет расширения температурных границ использования металлических катализаторов. Установлено, что в случае снижения активности катализаторов ее можно восстановить путем простой технологической операции — нагревом до начала рекристаллизации структуры и быстрым охлаждением (закалкой). На основе открытия предложено два технических решения, которые защищены авторскими свидетельствами на изобретения.




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МАТЕМАТИКА
Сайт создан в системе uCoz