Сегодня четверг, 20.08.2026, 04:14, ньюсмейкеров: 45148, сайтов: 1203, публикаций: 3603833, просмотров за сутки: 267384
06.08.2021 16:37
Новости.
Просмотров всего: 11684; сегодня: 1.

Учёные из Тольятти доказали: водород не делает сталь хрупкой

Команда учёных опорного Тольяттинского госуниверситета под руководством старшего научного сотрудника научно-исследовательского института прогрессивных технологий ТГУ Евгения Мерсона провела уникальный эксперимент, направленный на изучение прочности и пластичности сталей под воздействием водорода. 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 Engeneering: A (входит в перечень Q1).

На снимке: боковая поверхность сплава железо-кремний после испытания на водородную хрупкость и в жидком азоте.

Тематические сайты: Наука, Образование
Сайты моногородов субъектов РФ: Самарская область - Тольятти

Ньюсмейкер: Тольяттинский государственный университет — 320 публикаций

Интересно:

Молодые соотечественники представят проекты в Москве
19.08.2026 17:46 Новости
Молодые соотечественники представят проекты в Москве
С 21 по 26 августа в Москве пройдет V Проектный акселератор для молодежного крыла российской зарубежной диаспоры. Шесть команд-победителей получат финансовую и организационную поддержку в реализации своих культурно-гуманитарных инициатив. В очном этапе примут участие команды, которые вышли в финал по итогам онлайн-этапа. Под руководством экспертов участники доработают проекты и представят их экспертам на итоговой защите. Проектный акселератор — культурно-образовательный проект Правительства Москвы. Его организаторами выступают Департамент внешнеэкономических и международных связей города Москвы и Московский Дом соотечественника. Проект направлен на развитие навыков проектного управления у молодых российских соотечественников, укрепление их связей с Москвой и формирование международного сообщества активистов, реализующих инициативы в сфере русского языка, культуры и исторической памяти. Участники разрабатывают проекты по нескольким...
VOXYS принял участие в молодежном образовательном форуме  «ШУМ 2026»
17.08.2026 16:01 Мероприятия
VOXYS принял участие в молодежном образовательном форуме «ШУМ 2026»
Заместитель генерального директора VOXYS Андрей Семенов выступил на Всероссийском молодежном образовательном форуме «ШУМ 2026» в рамках тематической программы «ИИ на Волне». Это ключевое событие круглогодичного молодёжного образовательного центра Росмолодёжи, объединившее более 1500 участников. Центральная тема форума – медиа и журналистика. Программа нацелена на выявление и профессиональное сопровождение молодых разнопрофильных специалистов: журналистов, специалистов по связям с общественностью, создателей контента, блогеров. Организаторами Всероссийского молодёжного образовательного форума «ШУМ» выступают Федеральное агентство по делам молодёжи и Правительство Калининградской области, в лице АНО «Молодёжный центр «ШУМ». Программа была посвящена практическому применению искусственного интеллекта, развитию цифровых компетенций и карьерным возможностям для молодых специалистов. В открытом диалоге с работодателями представители компаний...
Острову Зорге на русских Курилах быть!
16.08.2026 21:19 Интервью, мнения
Острову Зорге на русских Курилах быть!
Автор: Анатолий КошкинПротесты Токио по поводу имянаречения Курильских островов – вмешательство во внутренние дела России.  Инициативу о присвоении имени легендарного советского разведчика Рихарда Зорге одному из островов Малой Курильской гряды выдвинул и продвигал многолетний председатель Сахалинского отделения Русского географического общества Сергей Пономарёв. По его просьбе заключение по этому вопросу в качестве действительного члена РГО направлял и автор этих строк. Сомнений по поводу наименования одного из географических объектов на Курилах именем прославленного Героя Советского Союза ни у кого не было. Надо было только подобрать достойный подвигам Рихарда Зорге остров. Однако идея пришлась не по нраву японским властям, которые считают все южные Курилы «исконной территорией Японии» и выступают против любых акций, подтверждающих их законную принадлежность России как с исторической точки зрения, так и как принятый в 1945...
Россиянка Ольга Абрамовских переплыла пролив Ла-Манш соло
15.08.2026 16:32 Новости
Россиянка Ольга Абрамовских переплыла пролив Ла-Манш соло
Два «Эвереста» выносливости: Ольга Абрамовских стала первым человеком в мире, переплывшим Ла-Манш и финишировавшим в самом длинном пробеге в мире - 3100 миль 9 августа 2026 года российская спортсменка Ольга Абрамовских (45), представляющая Марафонскую команду Шри Чинмоя, успешно завершила соло заплыв через Ла-Манш за 18 часов 27 минут. Этот результат объединил в её спортивной биографии два испытания, которые называют «Эверестами» своих дисциплин: Ла-Манш в плавании и пробег «Самопревосхождение» на 3100 миль в беге. 18 часов между Англией и Францией 7 августа Ольга стартовала в 04:20 с побережья Англии, рядом с Дувром, и спустя более 18 часов вышла на французский берег недалеко от пляжа Сангатт. Финиш был зафиксирован в 22:47, а итоговое время заплыва составило 18 часов 27 минут. По предварительным данным, Ольга стала седьмой женщиной из России, переплывшей Ла-Манш соло, и 27-м российским пловцом, успешно завершившим одиночное...
Как еврейские партизаны наводили ужас на нацистов в Белорусской ССР
14.08.2026 9:06 Аналитика
Как еврейские партизаны наводили ужас на нацистов в Белорусской ССР
Братья Бельские отказались покорно умирать в гетто и концентрационных лагерях. Взяв в руки оружие, они начали спасать от смерти других евреев и безжалостно мстить нацистам.  «Немцев мы не боялись. Мы были на своей земле. Мы с братьями выросли в деревне. А там простая философия: почему кто-то должен прийти и забрать то, что заработано нами?» — так говорил Арон Бельский из партизанского отряда братьев Бельских, действовавшего на территории оккупированной немцами Советской Белоруссии.  Примечательно, что это формирование практически полностью состояло из евреев. Они были не согласны мучительно умирать в гетто или смиренно идти на казнь и, взяв в руки оружие, дали нацистам жесткий отпор. В СССР против немцев сражались десятки еврейских партизанских отрядов, и отряд Бельских был среди них одним из самых многочисленных и эффективных. На пороге смерти Родную деревню Бельских Станкевичи в Западной Белоруссии противник...