Группа исследователей из американского физического общества APS создала компьютерные модели трещин в металлических сплавах на базе алюминия и железа. Ученые ставили перед собой задачу детально изучить степень влияния негативных воздействий окружающей среды на целостность изделий из металла.
В результате они пришли к несколько парадоксальному выводу, опубликованному в научном журнале Physical Review Letters. Оказывается, что на участках, подверженных коррозии, может наблюдаться повышенная стойкость к дальнейшим разрушениям. Этого удается добиться, если удалить атомы с краев щелей, тем самым предотвратив последующее разрастание ржавчины. Параллельно повышаются все характеристики материалов, связанные с восприятием механических нагрузок.
Особенности исследований
Физики создали большой массив векторных моделей в формате 2-D на основе специального конструкционного сплава с пластичными способностями. На протяжении всей серии экспериментов материал испытывал различные нагрузки, что позволило создать общую картину поведения атомов в разных и нехарактерных для них условиях.
Далее специалисты стали поочередно удалять атомы со слабыми структурными связями. Было обнаружено, что по мере изымания поверхностных элементов границы трещин укрепляются.
По словам руководителя проекта, склонность любых щелей к разрастанию находится в пропорциональной зависимости от остроты ее кромок. В случае с просторной выемкой, имеющей круглые очертания, невозможен дальнейший рост деформации. Однако, когда мы имеем дело с трещинами, полученными режущими инструментами, то велика вероятность ее последующего разрастания.
При окислительных процессах происходит естественное удаление (без человеческого вмешательства) крайних атомов. Поэтому острые грани при снятии лишних частиц притупляются, распространение дефектов останавливается, а металл приобретает повышенную устойчивость к нагрузкам.