В процессе трения

Учёные Новосибирского государственного технического университета (НГТУ) и Центра коллективного пользования «Сибирский кольцевой источник фотонов» (ЦКП «СКИФ») разработали методику исследования кристаллической структуры материалов непосредственно в процессе трения. Она поможет выяснить, как возникают и развиваются дефекты, приводящие к изнашиванию деталей. Следующий шаг – подготовка экспериментов для решения промышленных задач, в том числе повышения ресурса рельсов.

Об этой работе на брифинге в рамках международной конференции «Синхротронные исследования: Наука, Знания, Инновации, Будущее» (SKIF-2026) 19 октября рассказал научный сотрудник НГТУ и ЦКП «СКИФ», кандидат технических наук Кемал Эмурлаев.

При трении меняется не только поверхность детали, но и структура её приповерхностных слоёв. Накапливаются дефекты кристаллического строения, могут формироваться новые фазы. Эти преобразования влияют на свойства материала и его сопротивление изнашиванию. Изучая образец только после испытаний, исследователь видит итог, но не всю последовательность изменений.

Новая методика объединяет испытания на трение с регистрацией дифракционных картин с помощью синхротронного излучения. Предполагается, что по ним можно отслеживать фазовый состав, параметры кристаллической решётки и развитие дефектов непосредственно во время нагрузки.

Для экспериментов в НГТУ разработали специализированную машину трения со схемой «штифт – диск». Работоспособность установки и методики подтвердили в Европейском центре синхротронного излучения в Гренобле. Один из перспективных прикладных сценариев связан с рельсовым хозяйством. Здесь важно изучать контактную усталость при трении качения с долей проскальзывания. Учёные прорабатывают концепцию установки, которая позволит контролировать этот параметр и наблюдать за изменениями материала.

«Сейчас мы уже с ними прорабатываем техническое задание для проведения эксперимента, чтобы выявлять причины износа материалов, контактной усталости и повысить ресурс этих материалов», – рассказал Кемал Эмурлаев об интересе представителей отрасли.

Кроме того, в НГТУ уже изготовлена и проходит испытания установка для изучения материалов в условиях удара, качения и проскальзывания. Её планируют адаптировать для работы на «СКИФ». Интерес к таким испытаниям, по словам Кемала Эмурлаева, проявил Челябинский металлургический комбинат.

Фото - сайт ksonline.ru