Главная / Технологии / 3D-печать дамасской стали. Изменить микроструктуру отдельных слоев металла

3D-печать дамасской стали. Изменить микроструктуру отдельных слоев металла

3D-печать дамасской стали. Изменить микроструктуру отдельных слоев металла

О дамасской стали складывали легенды. В прошлом кузнецы могли влиять на свойства сплавов только путем корректировки содержания углерода. Они получили либо мягкую, но прочную, либо твердую, но хрупкую сталь, для мечей же требовался прочный и твердый материал, чтобы лезвия не ломались и не тупились в бою.

3D-принтеры для аддитивного производства стали стандартом во многих отраслях промышленности всего за несколько лет. Новая технология 3D-печати позволяет создавать слои с различными свойствами.

Дамасская сталь— иеесовременные версии— фактически, синоним художественной ковки. Стальную заготовку тысячи раз сгибают исплющивают, чтобы получить красивые узоры. Однако смысл процесса нетолько вэстетике— перемежающиеся слои мягкой, ногибкой ижесткой, нохрупкой стали дают оптимальный эффект. Обычно таким сложным методом изготавливали мечи, которые нетупились.

Кельтские кузнецы объединили различные железные сплавы (возможно, первоначально только для переработки ценного железа) и таким образом получили материал, который позже стал известен как дамасская сталь.В то время как индийский и арабский булат был создан с помощью сложного процесса плавки, европейские кузнецы развили искусство складывания двух сплавов во множество тонких слоев.Слоистую структуру дамасской стали обычно можно узнать по характерному рисунку.

3D-печать дамасской стали. Изменить микроструктуру отдельных слоев металла

Композитный материал, полученный на 3D-принтере исследователями Макса Планка и Фраунгофера, четко показывает чередующиеся твердые и пластичные слои.Технология, с помощью которой они производятся, создает новые возможности для влияния на свойства материала при производстве добавок. Идея ученых заключалась втом, чтобы применить послойную печать для управления температурой каждого слоя, чередуя более мягкие игибкие слои сболее твердыми. Для этого они просто отключили лазер напару минут после печати очередного слоя.

Для того чтобы напечатать имитацию дамасской стили, инженеры изИнститута Макса Планка использовали сплав никеля, титана ижелеза, который хорошо зарекомендовал себя в3D-печати.

«Нам удалось изменить микроструктуру отдельных слоев во время 3D-печати, чтобы конечный компонент имел желаемые свойства — и все это без последующей термической обработки стали», — говорит Филипп Кюрнштайнер, постдокторский исследователь в MPIE.

Металлический порошок наносится слой заслоем инагревается лазером. Быстрое охлаждение ведет кформированию кристаллической структуры, как ивслучае закаливания стали. Нопоследующее нагревание приводит косаждению микроскопических частиц никеля-титана-железа внутри стали, что значительно повышает твердость изделия.

Луч лазера позволяет не только плавить материал, но и нагревать верхний слой уже растворенного металла. Это именно то, что команда исследователей Макса Планка в Дюссельдорфе специально использовала для изменения кристаллической структуры стали в отдельных металлических слоях и, таким образом, влияла на механические свойства без изменения химического состава.

При определенных условиях образуются мелкие никель-титановые микроструктуры. Они укрепляют материал. Подвергаясь механическим воздействиям, они препятствуют движению внутри кристаллической решетки, что характерно для пластической деформации.

Чтобы иметь возможность создавать никель-титановые структуры, исследователи прерывают процесс печати на определенное время после каждого вновь нанесенного слоя. Металл остывает до температуры ниже 195°C. «Ниже этой температуры в стали происходит трансформация кристаллической структуры», — объясняет Эрик Ягле, руководитель группы «Сплавы для аддитивного производства» в Max-Planck-Institut für Eisenforschung и с января 2020 года профессор в университете Бундесвера Мюнхен. «Формируется так называемая мартенситная фаза, и только на этой фазе могут быть созданы никель-титановые микроструктуры». Однако для того, чтобы образовались осадки, необходим повторный нагрев.

3D-печать дамасской стали. Изменить микроструктуру отдельных слоев металла

Этот дополнительный эффект, вызванный лазерным лучом 3D-принтера, называется внутренней тепловой обработкой.Слои, которые были непосредственно покрыты следующим слоем без перерыва, остаются более мягкими, потому что они еще не представлены в качестве мартенсита в этой точке.

Впервые исследователи смогли создать композитный материал, состоящий из слоев с различными свойствами, из одного исходного материала непосредственно в процессе производства.Kürnsteiner впечатлен механическими свойствами материала, полученного таким образом: «Испытания подтверждают превосходное сочетание прочности и пластичности».

Многочисленные параметры процесса подходят для воздействия на микроструктуры во время 3D-печати. Ягле объясняет, что в дополнение к времени паузы, которое варьируется в данном исследовании, образование мартенсита и последующее упрочнение осадков также можно контролировать, изменяя энергию лазера, фокусировку лазера или скорость печати, а также методы внешнего нагрева и охлаждения.

Тщательно проанализировав первый напечатанный образец под микроскопом идаже составив атомную карту слоев, исследователи убедились, что смогли добиться желаемого результата. Затем они поэкспериментировали свременем отключения лазера ипрочими факторами, влияющими наконечный продукт.

Ученые провели испытание напрочность двух напечатанных образцов: одного кубика «дамасской» стали иодного— обычной, однослойной стали. Многослойный оказался заметно прочнее, выдержав на20% больше растягивающего усилия. Хотя оннедостиг показателей дамасской стали, выкованной традиционным способом, предложенный метод позволяет повысить прочность стали быстрее идешевле.

3D-печать дамасской стали. Изменить микроструктуру отдельных слоев металла

Крупный план слоистого металла (вверху слева) с анализом атомного картирования, показывает темные пятна осажденного никель-титана.График внизу справа показывает состав (область прямоугольника, выделенная пунктиром).

Исследователи подчеркивают, что дамасская сталь с ее периодически меняющимися слоями является лишь одним из примеров локального влияния на микроструктуру сплава в процессе производства. Например, одинаково возможно создавать компоненты инструмента с непрерывным мягким внутренним слоем, окруженным твердым, стойким к истиранию внешним слоем. По словам исследователей, также возможно использовать технологию для локальной настройки других свойств, таких как устойчивость к коррозии.

«Эта технология открывает новые возможности для настройки локальных микроструктур определенным образом во время аддитивного производства даже сложных деталей и делает ненужной последующую обработку», — говорит Кюрнштайнер.Исследователь также предлагает сменить парадигму: «До сих пор обычной практикой было использование обычных сплавов в 3D-печати.Однако многие известные стали не оптимально подходят для аддитивного производства.Наш подход заключается в разработке новых сплавов, которые могут использовать весь потенциал 3D-печати».

Смотрите также

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

Новый БПЛА предназначен для имитации полёта истребителей и баллистических ракет.

В ходе 6-й Пекинской выставки военных технологий и оборудования Нанкинский научно-исследовательский институт имитационных технологий представил новые БПЛА. Одной из новинок стал «стелс»-беспилотник II-150Y.

Новая модель стала развитием реактивного БПЛА II-150 – судя по всему, II-150Y тоже предназначен для имитации крылатых ракет. Внешне новый БПЛА отличает воздухозаборник, смещённый к центру корпуса, и крылья с увеличенной хордой.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

БПЛА II-150Y предназначен для имитации самолётов и крылатых ракет. Фото: alert5.com

Для запуска БПЛА используется стартовая катапульта с ракетными ускорителями взлёта. Морской вариант II-150YH дополнительно оснащён посадочными парашютами. Китайский БПЛА достигает 3,2 метра в длину при ширине в 1,4 метра, а максимальный взлётный вес составляет 120 кг.

Двигатели II-150Y позволяют развивать максимальную скорость в 230 мс – беспилотник может лететь на высоте в 25 метров над землёй, и 5 метров – над водой. Также БПЛА можно использовать в высокогорных районах – максимальная допустимая высота взлётной площадки составляет 4,5 километра.

Длительность полёта II-150Y достигает одного часа при радиусе в 100 километров. Считается, что эффективная площадь рассеяния (ЭПР) китайского имитатора не превышает 0,005 м3, но этот показатель можно варьировать линзой Люнеберга, достигая показателей ЭПР полноразмерных «стелс»-самолётов и крылатых ракет.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

По мнению экспертов, II-150Y является развитием модели II-150. Фото: alert5.com

Помимо «невидимости», китайская беспилотная мишень обладает высокой маневренностью. II-150Y может сделать крен в 90 градусов с перегрузкой в 5G, или повернуть с перегрузкой до 3G. Также мишень «умеет» менять курс на 180 градусов, и нырять на 40 градусов.

Всё это позволяет БПЛА II-150Y имитировать полёт «стелс»-истребителей пятого поколения, крылатые, и противокорабельные ракеты.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

Новый БПЛА предназначен для имитации полёта истребителей и баллистических ракет.

В ходе 6-й Пекинской выставки военных технологий и оборудования Нанкинский научно-исследовательский институт имитационных технологий представил новые БПЛА. Одной из новинок стал «стелс»-беспилотник II-150Y.

Новая модель стала развитием реактивного БПЛА II-150 – судя по всему, II-150Y тоже предназначен для имитации крылатых ракет. Внешне новый БПЛА отличает воздухозаборник, смещённый к центру корпуса, и крылья с увеличенной хордой.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

БПЛА II-150Y предназначен для имитации самолётов и крылатых ракет. Фото: alert5.com

Для запуска БПЛА используется стартовая катапульта с ракетными ускорителями взлёта. Морской вариант II-150YH дополнительно оснащён посадочными парашютами. Китайский БПЛА достигает 3,2 метра в длину при ширине в 1,4 метра, а максимальный взлётный вес составляет 120 кг.

Двигатели II-150Y позволяют развивать максимальную скорость в 230 мс – беспилотник может лететь на высоте в 25 метров над землёй, и 5 метров – над водой. Также БПЛА можно использовать в высокогорных районах – максимальная допустимая высота взлётной площадки составляет 4,5 километра.

Длительность полёта II-150Y достигает одного часа при радиусе в 100 километров. Считается, что эффективная площадь рассеяния (ЭПР) китайского имитатора не превышает 0,005 м3, но этот показатель можно варьировать линзой Люнеберга, достигая показателей ЭПР полноразмерных «стелс»-самолётов и крылатых ракет.

В Китае представили «стелс»-беспилотник II-150Y

По мнению экспертов, II-150Y является развитием модели II-150. Фото: alert5.com

Помимо «невидимости», китайская беспилотная мишень обладает высокой маневренностью. II-150Y может сделать крен в 90 градусов с перегрузкой в 5G, или повернуть с перегрузкой до 3G. Также мишень «умеет» менять курс на 180 градусов, и нырять на 40 градусов.

Всё это позволяет БПЛА II-150Y имитировать полёт «стелс»-истребителей пятого поколения, крылатые, и противокорабельные ракеты.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли, обеспечивавшие безопасность пользовательских данных годами и десятилетиями, с трудом защищают пользователей от взлома, пишет издание The Conversation. В современном мире подбор паролей занимает совсем немного времени и может быть осуществлен за минимальную сумму.

Подобрать любой пароль можно за несколько минут при помощи облачных вычислений, а в Google или «Яндекс» за пару секунд можно легко найти сервис дешифровки хэшированных паролей

Вооруженный файлом с паролями нужной длины, хакер может использовать его для взлома аккаунта методом перебора (brute force). В зависимости от имеющегося у него инструментария и длины пароля на это может потребоваться различное количество времени, но, к примеру, если задействовать облачные вычисления, то восьмисимвольный пароль может быть подобран приблизительно всего за 12 минут. По данным The Conversation, столь существенная экономия времени обойдется киберпреступнику всего в $25 (1910 руб. по курсу ЦБ на 23 сентября 2020 г.).

Но существуют и еще более доступные способы по затратам времени и денег получения доступа к нужному аккаунту. Существуют онлайн-сервисы, предлагающие покупателям архивы и паролями к ним, и тому, кто приобретет такие архивы, понадобится всего лишь найти требуемую ему комбинацию простым поиском по документу.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Для примера, в Сети можно купить архив с 593 млн адресами электронной почты и паролями к ним. Обойдется такая покупка всего лишь в 14,4 австралийских доллара. (790 руб.).

Хэш –не панацея

Нередко в украденных базах с паролями с тех или иных сайтов эти самые пароли представлены в хэшированном (зашифрованном при помощи специального алгоритма) виде. Попытка авторизоваться, используя зашифрованный пароль, не приведет к должному результату.

Но и это в настоящее время перестало быть проблемой. В Сети существуют множество общедоступных сайтов, позволяющих моментально преобразовать хэшированный пароль в обычный. Более того, искать их даже не придется – поисковые сервисы сделают это самостоятельно. Например, пароль «Pa$$w0rd», зашифрованный хэш-алгоритмом SHA-1, выглядит как «02726d40f378e716981c4321d60ba3a325ed6a4c». Если же ввести эту комбинацию в Google, то первая же ссылка в поисковой выдаче приведет на сайт-дешифратор. Редакция CNews убедилась, что это работает и с «Яндексом».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Дешифровка хэшей перестала быть проблемой и проводится прямо в онлайне

Расшифровка паролей из хэша стала настолько распространенной практикой, что в Сети стали появляться многочисленные веб-сайты, на которых перечислены общие пароли вместе с их хэшированным значением. Можно вписать в строке поиска нужный хэш и получить готовый пароль.

Безопасность данных никому не нужна

Практики по перебору паролей должны были бы привести к тому, что пользователи были бы вынуждены научиться создавать максимально длинные и сложные комбинации букв и символов для защиты от взлома. Но, на самом деле, все совершенно не так. В 2019 г., по статистике ресурса SplashData, в первую тройку наиболее популярных паролей входили «123456», «123456789» и, разумеется, «qwerty».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Наиболее популярные пароли нельзя назвать изощренными.

Ситуация с популярными комбинациями символов для паролей не меняется годами. Так, «123456» удерживает первое место на протяжении как минимум последних пяти лет, а слово «password», с 2015 по 2018 гг. стабильно занимавшее вторую строчку, лишь в 2019 г. спустилось на четвертую.

Возможное решение проблемы

Пароли больше не могут обеспечить безопасность личных данных пользователей, но и повсеместно распространенной альтернативы у них пока еще нет. В итоге есть лишь один способ защитить свою информацию хотя бы частично – нужно использовать разные пароли на разных сайтах и в разных системах.

Такой подход позволит снизить вероятность взлома сразу всех аккаунтов. Кроме того, пользователю не придется в спешке менять пароли на всех сайтах, где он использовал украденную комбинацию. Также The Conversation рекомендует хранить все пароли в специальных менеджерах – отдельных программах или веб-сервисах.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли, обеспечивавшие безопасность пользовательских данных годами и десятилетиями, с трудом защищают пользователей от взлома, пишет издание The Conversation. В современном мире подбор паролей занимает совсем немного времени и может быть осуществлен за минимальную сумму.

Подобрать любой пароль можно за несколько минут при помощи облачных вычислений, а в Google или «Яндекс» за пару секунд можно легко найти сервис дешифровки хэшированных паролей

Вооруженный файлом с паролями нужной длины, хакер может использовать его для взлома аккаунта методом перебора (brute force). В зависимости от имеющегося у него инструментария и длины пароля на это может потребоваться различное количество времени, но, к примеру, если задействовать облачные вычисления, то восьмисимвольный пароль может быть подобран приблизительно всего за 12 минут. По данным The Conversation, столь существенная экономия времени обойдется киберпреступнику всего в $25 (1910 руб. по курсу ЦБ на 23 сентября 2020 г.).

Но существуют и еще более доступные способы по затратам времени и денег получения доступа к нужному аккаунту. Существуют онлайн-сервисы, предлагающие покупателям архивы и паролями к ним, и тому, кто приобретет такие архивы, понадобится всего лишь найти требуемую ему комбинацию простым поиском по документу.

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Для примера, в Сети можно купить архив с 593 млн адресами электронной почты и паролями к ним. Обойдется такая покупка всего лишь в 14,4 австралийских доллара. (790 руб.).

Хэш –не панацея

Нередко в украденных базах с паролями с тех или иных сайтов эти самые пароли представлены в хэшированном (зашифрованном при помощи специального алгоритма) виде. Попытка авторизоваться, используя зашифрованный пароль, не приведет к должному результату.

Но и это в настоящее время перестало быть проблемой. В Сети существуют множество общедоступных сайтов, позволяющих моментально преобразовать хэшированный пароль в обычный. Более того, искать их даже не придется – поисковые сервисы сделают это самостоятельно. Например, пароль «Pa$$w0rd», зашифрованный хэш-алгоритмом SHA-1, выглядит как «02726d40f378e716981c4321d60ba3a325ed6a4c». Если же ввести эту комбинацию в Google, то первая же ссылка в поисковой выдаче приведет на сайт-дешифратор. Редакция CNews убедилась, что это работает и с «Яндексом».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Пароли продаются в интернете у всех на виду

Дешифровка хэшей перестала быть проблемой и проводится прямо в онлайне

Расшифровка паролей из хэша стала настолько распространенной практикой, что в Сети стали появляться многочисленные веб-сайты, на которых перечислены общие пароли вместе с их хэшированным значением. Можно вписать в строке поиска нужный хэш и получить готовый пароль.

Безопасность данных никому не нужна

Практики по перебору паролей должны были бы привести к тому, что пользователи были бы вынуждены научиться создавать максимально длинные и сложные комбинации букв и символов для защиты от взлома. Но, на самом деле, все совершенно не так. В 2019 г., по статистике ресурса SplashData, в первую тройку наиболее популярных паролей входили «123456», «123456789» и, разумеется, «qwerty».

Пароли устарели или взлом за несколько минут. О защите пользовательских данных

Наиболее популярные пароли нельзя назвать изощренными.

Ситуация с популярными комбинациями символов для паролей не меняется годами. Так, «123456» удерживает первое место на протяжении как минимум последних пяти лет, а слово «password», с 2015 по 2018 гг. стабильно занимавшее вторую строчку, лишь в 2019 г. спустилось на четвертую.

Возможное решение проблемы

Пароли больше не могут обеспечить безопасность личных данных пользователей, но и повсеместно распространенной альтернативы у них пока еще нет. В итоге есть лишь один способ защитить свою информацию хотя бы частично – нужно использовать разные пароли на разных сайтах и в разных системах.

Такой подход позволит снизить вероятность взлома сразу всех аккаунтов. Кроме того, пользователю не придется в спешке менять пароли на всех сайтах, где он использовал украденную комбинацию. Также The Conversation рекомендует хранить все пароли в специальных менеджерах – отдельных программах или веб-сервисах.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *