Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова, Магнитогорск, Россия

А. Г. Корчунов, заведующий кафедрой проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования, докт. техн. наук, профессор
Д. В. Константинов, сотрудник научно-исследовательского сектора, руководитель молодежной лаборатории
«Лаборатория инжиниринга передовых метизных технологий», канд. техн. наук, эл. почта: const_dimon@mail.ru
Е. М. Огнева, старший преподаватель кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин
и оборудования, канд. техн. наук
Д. Г. Олейник, аспирант кафедры проектирования и эксплуатации металлургических машин и оборудования

ПАО «Магнитогорский металлургический комбинат», Магнитогорск, Россия

С. В. Денисов, главный специалист по развитию научно-технического центра, профессор, докт. техн. наук

Предложено использование сталей с трип-эффектом в качестве перспективной альтернативы традиционным средне- и высокоуглеродистым сталям, применяемым в производстве крепежных изделий. Метастабильная микроструктура трип-сталей обеспечивает эффект интенсивного динамического упрочнения и высокую вязкость разрушения, что позволяет крепежу адаптироваться к экстремальным нагрузкам за счет реализации фазового превращения аустенита в мартенсит при деформации. Потенциал применения разрабатываемой технологии является крайне обширным вследствие существенной номенклатуры крепежных изделий на предприятиях метизной отрасли. C использованием мультимасштабного компьютерного моделирования показано, что сохранение остаточного аустенита в микроструктуре конечного крепежного изделия из стали с трип-эффектом позволяет повысить износостойкость и эксплуатационную надежность этого элемента в результате поверхностного упрочнения, что принципиально важно для областей их применения со сложно прогнозируемыми условиями эксплуатации, характеризуемыми неконтролируемыми ударными, импульсными нагрузками, а также интенсивным износом. Также показаны возможности гибкого структуро- и свойствообразования непосредственно в ходе производства крепежных изделий, что открывает широкие перспективы применения сталей с трип-эффектом для разработки самоадаптирующихся конструкционных элементов для объектов с повышенным риском угроз техногенного характера.

Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (соглашение № 25-29-20042 от 14.05.2025, https://rscf.ru/project/25-29-20042/) и финансовой поддержки Правительства Челябинской области (Соглашение № 30-2025-002767 от 07.07.2025 г.).

1. Suliga M. The theoretical-experimental analyses of the drawing process TRIP steel wires: PhD thesis in metallurgical and materials engineering. — Czestochowa : Czestochowa University of Technology, 2007. — 150 p.
2. Wiewiórowska S., Muskalski Z., Ciepiela W. Intensification of the transition of retained austenite to martensite effected by changing the stress state in trip steel wires // Archives of metallurgy and materials. 2015. Vol. 60. P. 2729–2732.

3. Wiewiórowska S., Muskalski Z. The Application of low and medium carbon steel with multiphase TRIP structure in drawing industry // Procedia Manufacturing. 2015. Vol. 2. P. 181–185.
4. Siemiński M., Wiewiórowska S., Muskalski Z. Examination of the effect of variation in stress magnitude on the amount of transformed retained austenite in the structure of TRIP steel wires // Key Engineering Materials. 2016. Vol. 716. P. 311–316.
5. Wiewiórowska S., Muskalski Z. Analysis the influence of drawing process parameters on the amount of retained austenite in trip steel wires // Metalurgija. 2013. Vol. 52. P. 32–34.
6. Muskalski Z., Wiewiõrowska S. Numerical and experimental analysis of the process of drawing wires of TRIP steel with a carbon content of 0.43 % C, with single cross-section reductions // Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 2015. Vol. 46. P. 279–284.
7. Gorlenko D. A., Konstantinov D. V., Polyakova M. A., Dabalá M. TRIP steels: the features of chemical composition and structure, prospects of application (overview) // CIS Iron and Steel Review. 2022. Vol. 23. P. 67–75.
8. Bleck W., Guo X., Ma Y. The TRIP effect and its application in cold formable sheet steels // Steel Research International. 2017. Vol. 88, Iss. 10. P. 1–10.
9. Gulin A. E., Korchunov A. G. et al. Features of the properties of steel with the TRIP effect under various types of deformation loading // Materials Physics and Mechanics. 2023. Vol. 51, Iss. 5. P. 152–164.
10. Малинов Л. С. Аналогия некоторых принципов, лежащих в основе адаптации живых организмов и сплавов с метастабильным аустенитом, в которых реализуется эффект самозакалки при нагружении, а также разработка технологий на этой основе // Строительство, материаловедение, архитектура. — Днепропетровск : ПГСА, 2002. — Вып. 15. — Ч. 1. — С. 79–83.
11. Zackay V. F., Parker E. R., Fahr D. Materials used in automobile manufacture — current state and perspectives // Journal De Physique IV. 1967. Vol. 3. P. 31–40.
12. Galan J., Samek L. Advanced high strength steels for automotive industry // Revista de Metalurgia. 2012. Vol. 48. P. 118–131.
13. Kuziak R., Kawalla R., Waengler S. Advanced high strength steels for automotive industry // Archives of Civil and Mechanical Engineering. 2008. Vol. 8. P. 103–117.
14. Bast J. L., Lehr J. The increasing sustainability of cars, trucks, and the internal combustion engine // Heartland Policy Study. 2000. Vol. 95. P. 1–69.
15. Dargay J., Gately D. Income's effect on car and vehicle ownership, worldwide: 1960-2015 // Transportation Research Part A: Policy and Practice. 1999. Vol. 33. P. 101–138.
16. Jambor A., Beyer M. New cars–new materials // Materials and Design. 1997. Vol. 18. P. 203–209.
17. Константинов Д. В., Корчунов А. Г., Огнева Е. М., Полякова М. А. Исследование 3D-печати деталей машиностроения порошком из стали с TRIP-эффектом // Черные металлы. 2023. №. 9. С. 82–88.
18. Konstantinov D. V., Korchunov A. G. et al. Multiscale computer simulation of drawing with statistical representation of TRIP steel microstructure // Steel in Translation. 2018. Vol. 48. № 4. P. 262–267.