Специалисты Белгородского государственного национального исследовательского университета (НИУ «БелГУ») создали установку для быстрого локального нагрева металлических образцов токами высокой частоты. Это сокращает время механических испытаний с восьми часов до 10 минут и помогает точнее контролировать температуру.
Уникальное сверхточное автоматизированное испытательное оборудование для металлургической отрасли было разработано по запросу АО «ОМК» — ключевого индустриального партнера университета.
Изначально перед учеными стояла задача — нужно было быстро нагревать заготовки под рессорную продукцию перед термической обработкой. Для этого специалисты проанализировали существующие технологические решения. По словам директора центра коллективного пользования «Технологии и материалы» НИУ «БелГУ» Дамира Тагирова, выяснилось: оборудования, которое способно быстро нагревать образцы в открытой атмосфере и с высокой точностью держать температуру, на сегодня просто нет.
«Ключевой результат нашей работы — готовое устройство для нагрева образцов, которое можно использовать при проведении механических испытаний и оценке качества разрабатываемых материалов. Установка обеспечивает точность нагрева и поддержание температуры в пределах плюс-минус трех градусов», — подчеркнул Дамир Тагиров.
В основе разработки лежит известный принцип нагрева токопроводящих заготовок токами высокой частоты. Специалисты БелГУ предложили собственное инженерное решение: они не стали помещать образец внутрь индуктора, как это сделано в некоторых аналогах. Вместо этого они особым способом разместили сердечник — для концентрированного индукционного нагрева заготовки. Такой подход позволил контролировать температуру непосредственно на образце.
Дополнительно разработали программу, которая может точно поддерживать температуру во время испытаний. Это сделало устройство удобным для исследовательских задач, когда важно не только быстро нагреть материал, но и сохранить параметры эксперимента.
Одно из главных преимуществ установки — значительное сокращение времени испытаний. Если при стандартном подходе исследование одного образца занимало около восьми часов, то с новой установкой весь процесс (включая настройку оборудования, размещение образца, нагрев и оценку свойств материала) занимает примерно 10 минут. Сам нагрев длится около двух-трех минут.
В дальнейшем устройство планируют передать партнеру, который производит испытательные машины. Сейчас НИУ «БелГУ» обсуждает возможность сотрудничества, чтобы наладить продажи собственных установок для нагрева образцов. Кроме того, ученые намерены совершенствовать разработку и адаптировать ее под запросы АО «ОМК».
У оборудования есть перспективы на рынке — его можно будет использовать в материаловедческих исследованиях, испытательных лабораториях и на промышленных предприятиях, где нужно быстро и точно оценить свойства металлических образцов при температурах вплоть до 1400°C.
Проект реализуется в рамках программы Минобрнауки России «Приоритет-2030» (национальный проект «Молодежь и дети»).
