Не раз в жизни приходится слышать сравнения человеческого характера с железом, сталью. Каждый упоминал такие фразы, как: «железная воля», «крепкий, как сталь». Ведь свойства железа, его прочность известны всем с давних времен. Но, может быть, не все знают, что железо на самом деле не способно выдерживать экстремальный холод, и уже при температуре ниже 40 °С возникают процессы, которые ведут к его хрупкости.
С какими проблемами приходится сталкиваться в условиях экстремального холода?
На Земле существуют точки, где холод достигает 70 °С ниже нуля. Такое встречается не только в Арктике, но и на землях, где проживают люди, к примеру: Якутия, Заполярье. В данных условиях часто происходят поломки машин и механизмов. Больше всего подвержены этим процессам землеройные машины. Грунт замерзает настолько, что даже выводит из строя технику.
Так как машины ломаются, соответственно, и снижается эффективность работы оборудования. Анализ работы техники арктической зоны демонстрирует, что здесь срок службы оборудования сокращается вдвое. Количество поломок бульдозеров и горных экскаваторов в Сибири в зимнее время увеличивается от 3 до 7 раз.
Еще один важный момент: при низких температурах чаще возникают аварии мостов, газо- и трубопроводов, нефтехранилищ. Во время зимнего отстоя судов появляются трещины по бортам, днищу, даже существуют случаи полнейшего разрушения судов.
Какие же хладостойкие сплавы применяют в России?
Если обратиться к нашей истории, то можно проследить, как еще в СССР металлурги пытались изготовить металлы, способные выдерживать низкие температуры, добавляя цирконий в железо. Но затем пришли к мнению, что титан, так называемая «легкая сталь» справится лучше всего в данном вопросе. Ведь большинство титановых сплавов отлично переносят температуру до 196 °С ниже нуля. Смотрите здесь: https://metal.place/ru/wiki/.
Далее созданные титановые сплавы стали активно применялись для изготовления оборудования, работающего в условиях Заполярья и Крайнего Севера. Такие машины, как: трактора, бульдозеры, экскаваторы.
В наши же дни для повышения хладостойкости сталей используют малоперлитные стали с минимальным содержанием углерода. Также применяют стали, легированные небольшими добавками азота в комплексе с сильнейшими нитриобразующими элементами, среди которых: алюминий, ниобий, ванадий и титан. Все это дает возможность увеличить прочность стали, сохраняя хладостойкость.