Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий

Прочность и пластичность материалов в условиях внешних энергетических воздействий

Руководитель научной школы – В.Е. Громов, д.ф.-м.н., профессор, заслуженный деятель науки РФ, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники, почетный металлург.
Научные интересы школы сосредоточены на решении актуальных проблем физики прочности и пластичности материалов в условиях внешних энергетических воздействий.
Это критическое научное направление, начавшее активно развиваться под руководством д.т.н., профессора В.М. Финкеля и его ученика д.ф.-м.н., профессора Л.Б. Зуева (ныне зам.директора Института физики прочности и материаловедения СО РАН), возглавляет ученик Л.Б. Зуева – д.ф.-м.н., профессор В.Е. Громов
Ведущие ученые школы:
А.Б. Юрьев, д.т.н., лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники;  В.И. Базайкин, д.т.н., профессор каф. высшей математики, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники; Е.А. Будовских, д.т.н., профессор; С.В. Коновалов, к.т.н., доцент, лауреат Губернаторской премии «Молодость Кузбасса»; О.Ю. Ефимов, к.т.н., лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники; В.Я. Чинокалов, к.т.н., доцент, лауреат премии Правительства РФ в области науки и техники.
Наиболее значимые научные достижения:
- выявлена физическая природа эволюции дислокационных субструктур, структурно-фазовых превращений, разрушения сталей различных структурных классов и частичного восстановления их ресурса в условиях обработки токовыми импульсами при усталости;  
- установлены основные закономерности эволюции ползучести и микропластичности при воздействии слабыми электрическими потенциалами;
- развиты представления о механизмах электростимулированной пластической деформации на разных структурных уровнях, которые  позволили объяснить изменения динамики дислокаций, эволюцию тонкой субструктуры, поверхностные и резонансные эффекты, напряженно-деформированное состояние материалов, мало и многоцикловую усталость сталей и сплавов в этих условиях, что обеспечило разработку и внедрение физико-технических основ технологии промышленного электростимулированного волочения проволоки и повышение усталостного ресурса сталей разных структурных классов;
- решены задачи оценки напряженно-деформированного состояния материала и эволюции субструктуры при волочении и холодной объемной штамповке, что позволило разработать основы технологии бескислотного удаления окалины; проведен комплекс исследований влияния легирования сталей азотом на механические и технологические свойства; установлены причины ухудшения свойств металла пароперегревателей и паропроводов и предложены рекомендации по контролю состояния металла с помощью неразрушающих методов; разработаны перспективные способы и технологии повышения эксплуатационных характеристик рельсовой стали; развиты принципы синергетики для электростимулированной пластичности;
- установлены физические механизмы и закономерности формирования поверхностных слоев металлов и сплавов при электровзрывном легировании и последующей обработке сильноточными электронными пучками; на разных масштабных уровнях прослежено формирование и эволюция градиентных структурно-фазовых состояний термомеханически упрочненной стальной арматуры и чугунных валков после плазменной обработки и эксплуатации; выполнен анализ влияния термической обработки на морфологию мартенсита, карбидную подсистему и локализацию углерода в литых и закаленных конструк-ционных сталях;
- выявлена физическая природа повышения усталостного ресурса  нержавеющих и рельсовой стали при обработке высокоинтенсивными электронными пучками.
Разработано аппаратурное обеспечение исследования процессов ползучести и микроиндентирования при воздействии слабыми электрическими потенциалами и магнитными полями и выявлены закономерности изменения скорости низкотемпературной ползучести алюминия на установившейся стадии микротвердости и характера макролокализации пластической деформации при действии элек-тромагнитных полей.
Для интенсификации процессов обработки металлов давлением создано новое поколение генераторов мощных токовых импульсов с регулируемыми параметрами по амплитуде, длительности, частоте с системами импульсно-фазового управления.
В последние годы исследовательские усилия междисциплинарного коллектива (физики, механики, материаловеды, математики) сосредоточены на решении проблем разработки физических принципов новейших технологий обработки металлов.
Полученные результаты нашли применение как в академических, от-раслевых и учебных институтах при изучении природы формоизменения металлов и сплавов, так и на ряде предприятий металлургической промышленности и машиностроения (ОАО “НКМК”, ОАО “ЗСМК”, ОАО “КМЗ” и др.) при разработке соответствующих электротехнологий. Эти работы получили широкую известность как в России, так и за рубежом. Они внедрены со значительным экономическим эффектом на предприятиях Кузбасса.
Эти работы выполнялись и выполняются в соответствии с Координа-ционным планом важнейших НИР по АН СССР; Координационным планом НИР программы «Сибирь»; межвузовской программой НИР «Металл»; Программой фундаментальных исследований “Повышение надежности систем: машина-человек-среда РАН“; грантами Госкомвуза и Министерства образования и науки по фундаментальным проблемам металлургии; грантами РФФИ, Федерального агентства по образованию, Министерства образования и науки, ведомственными целевыми программами Минобрнауки РФ, международными грантами РФФИ-ГФЕН.
Впечатляюще выглядят показатели работы коллектива научной школы за последние 15 лет: защищено 7 докторских и свыше 30 кандидатских диссертаций, темы которых в основном связаны с названными выше направлениями. За это время опубликовано свыше 600 статей в отечественных и зарубежных журналах, трудах конференций.
Значительная часть исследований, проводившихся в течение этого времени, обобщена более чем в 40 монографиях и тематических выпусках журналов «Известия вузов. Физика», «Известия вузов. Черная металлургия». Сделаны сообщения на более чем 200 международных и всероссийских конференциях, 8 человек удостоены премии Правительства РФ в области науки.
Совершенно очевидно, что решение подобных сложных задач невоз-можно без кооперации с научными коллективами ведущих научных центров РФ и КНР – Томска (академик РАН В.Е. Панин, д.ф.-м.н., профессора Л.Б. Зуев, В.И. Данилов, ИФПМ СО РАН; д.ф.-м.н., профессора Н.А. Конева, Э.В. Козлов, Ю.Ф. Иванов, Ю.П. Шаркеев, ГОУ ВПО «ТГАСУ», д.ф.-м.н., профессора А.И. Потекаев, Ю.И. Чумляков, СФТИ), Барнаула (д.ф.-м.н., профессор М.Д. Старостенков, д.т.н., профессор А.М. Гурьев, ГОУ ВПО «АлтГТУ»), Москвы (д.ф.-м.н., профессор Л.М. Капуткина, ГОУ ВПО «МИСиС»); д.ф.-м.н., профессор А.М. Глезер, ЦНИИЧермет, д.т.н., профессора Ю.В. Баранов, В.В. Столяров, О.А. Троицкий, ИМАШ РАН), Санкт-Петербурга (д.ф.-м.н., профессор В.И. Бетехтин, ФТИ РАН); Ижевска (д.т.н., профессор В.В. Муравьев, ГОУ ВПО «ИжГТУ»), Пекина (доктор, профессор Г.Танг, университет Циньхуа), Тольятти (д.ф.-м.н., профессор А.А. Викарчук, ГОУ ВПО «ТГУ»), Тамбова (д.ф.-м.н.,  профессора В.А. Федоров, Ю.И. Головин ГОУ ВПО «ТГУ»), Магнитогорска (д.т.н., профессор Г.С. Гун, ГОУ ВПО «МГТУ») и другими.
В рамках договора о научном сотрудничестве с Институтом перспек-тивных материалов Университета Циньхуа в 2007-2010 годах в г.Шеньзене (КНР) организованы и проведены 3 международные конференции по влия-нию внешних электромагнитных полей на прочность и пластичность мате-риалов, один аспирант прошел стажировку в этом институте.
Научная школа является членом нанотехнологического общества России и выполняет работы по установлению физической природы формирования нанокомпозитных слоев при одно- и двухкомпонентном электровзрывном легировании сталей и сплавов и плазменном упрочнении высокоуглеродистых сплавов на основе железа. Международный индекс Хирша, учитывающий все аспекты научной деятельности ученых школы, – самый высокий в университете.
За последние 5 лет учеными школы защищено 2 докторских и 12 кандидатских диссертаций, издано 37 монографий, опубликовано 168 статей в журналах рекомендованных ВАК и 16 в зарубежных изданиях, получено 50 патентов и 5 свидетельств о регистрации объекта интеллектуальной собственности, проведено 8 научных конференций. Объем выполненных НИР составил 38826,2 тыс. рублей.