Джон Фредері́к Нотт (; 9 грудня 1938, Бристоль, Велика Британія — 5 жовтня 2017) — британський науковець, провідний експерт в галузі матеріалознавства, конструкційної міцності і механічного руйнування. Зокрема, він спеціалізувався на матеріалах, що застосовувались в ядерній енергетиці та виробництві авіаційних двигунів. Він зробив значний внесок у методологію кількісного оцінювання процесів механічного руйнування металів і сплавів. Є автором популярного підручника «Основи механіки руйнування» (, 1973).

Ранні роки й освіта Джон Нотт народився у Бристолі 9 грудня 1938 року. Його батько Фред працював регіональним менеджером кооперативу, мати Маргарет (уроджена — Чесні, ) була працівником універмагу. З 1949 до 1956 року він навчався у школі при шпиталі королеви Єлизавети у Бристолі. Джон проявляв глибокий інтерес до навчання і мав вагомі здобутки у математиці, фізиці та хімії.

Згодом Джон за підтримки Державної стипендії почав вивчати металургію в Університеті Шеффілда. У 1959 році він закінчив університет, отримавши диплом з відзнакою й медалі Маппіна () та Нестгілла (). Він здобув ґрунтовні знання в галузі металургії, які заклали основи для глибокого інтересу до вивчення сталей. Джон Нотт завжди високо цінував цей університет і особливо пишався отриманим через півстоліття почесним науковим ступенем саме в університеті Шеффілда. Далі Джон вступив до Кембриджського університету, де під керівництвом А. Г. Коттрелла (члена Лондонського королівського товариства з 1955 року) проводив дослідження деформації та руйнування сталі. За результатами проведених робіт йому у 1962 році було присвоєно науковий ступінь доктора філософії (PhD).

Перші дослідження і початок кар'єри (1962—1966) Докторська дисертація Джона Нотта була на тему «Ефекти надрізу при деформації і руйнуванні м'якої сталі». В рамках цієї роботи він, зокрема, досліджував закономірності пластичної плинності в зразках з надрізом зі сталі з високим вмістом азоту і полірованих після травлення реагентом Фрая.

Після захисту докторської дисертації у 1962 році Джон був запрошений на роботу Едвіном (Тедом) Смітом (член Лондонського королівського товариства з 1996 року) у недавно створений підрозділ металургійної інженерії у Науково-дослідницькій лабораторії у . Початкові плани полягали у тому, щоб підрозділ зосередився на високотемпературних деформаціях та властивостях повзучості сталей, що використовуються в енергетиці. Однак Тед Сміт створив секцію, набравши 12 наукових співробітників, (усі з кваліфікацією доктора філософії), і їх дослідження охопили цілий спектр можливих режимів руйнування з особливим акцентом на розвиток науки про механіку руйнування та її взаємозв'язок з мікроструктурою металевих матеріалів. Робота Джона в основному була спрямована на вивчення механізмів руйнування як низьковуглецевих, так і легованих сталей, що використовуються для виготовлення дисків турбін низького тиску. Однак з міркувань безпеки і дотримання комерційної таємниці, результати досліджень мало публікувалися у відкритих джерелах, а основні досягнення було викладено в конфіденційних внутрішніх звітах компанії.

Академічна кар'єра (1967—2009) У 1967 році Джон був призначений лектором на кафедрі металургії в Кембриджському університеті і у 1981 році отримав звання , друге за рангом після професора. З 1967 року він вів викладацьку та дослідницьку діяльність у новому . З 1967 до 1990 був членом Голдсмітського товариства, лектором і керівником дослідницької роботи в галузі металургії і матеріалознавства у Черчилль-коледжі, а з 1988 до 1990 — його віце-директором.

Протягом цього часу Джон здобув високу міжнародну репутацію, залучив багатьох видатних дослідників і студентів у Кембридж та Черчилль-коледж. Джон виявив себе чудовим науковим керівником: багатьом його учням були надані наукові стипендії в Черчиллі та інших коледжах.

У 1990 році Джон Нотт очолив кафедру металургії та матеріалів і став професором металургії та матеріалів в Університеті Бірмінгема. Він успішно керував кафедрою, що підтверджено високим показником у британській системі оцінювання якості досліджень RAE () у 1992 році. З 1995 до 1998 був деканом інженерного факультету в Університеті Бірмінгема.

Після цього він повернувся на кафедру металургії та матеріалів, продовживши академічну і викладацьку діяльність. У 1996 році його було обрано фінеївським професором металургії і обіймав цю посаду до 2009 року. У цей період в Бірмінгемі Джон зробив значний внесок у розвиток низки національних комітетів у Великій Британії.

За свою академічну кар'єру Джон Нотт керував 72 докторантами PhD / EngD (52 в Кембриджі і 20 в Бірмінгемі) і опублікував в журналах чи матеріалах конференцій понад 355 робіт присвячених аспектам поведінки, руйнування і структурної цілісності матеріалів.

Наукова діяльність

Дослідження крихкого руйнування та розтріскування сталей та зварних швів Особливу значимість мала рання публікація його книги «Основи механіки руйнування» у 1973 році. Книжку було визнано класичним підручником введення у базову механіку руйнування, який у подальшому було доповнено спеціальними брошурами з прикладами розрахунків у механіці руйнування: першу було написано у співавторстві з Елліотом, а другу — з Віті.

У 1970-х роках у співавторстві зі своїми учнями Р. Рітчі та Дж. Райсом (член Лондонського королівського товариства з 2017 року) Джон Нотт підготував серію з восьми публікацій, присвячених аспектам в'язкості руйнування і росту втомних тріщин в алюмінієвих сплавах та різних типах маломіцної сталі. Їхня стаття про зв'язок між критичним напруженням розтягу і тріщиностійкістю стала класичною у механіці руйнування і залишалась основою для моделювання руйнування сколюванням протягом багатьох років.

Не менш значимі результати Джон Нотт отримав при спільній роботі з іншим своїм студентом Д. А. Каррі. Серію їхніх досліджень було присвячено вивченню взаємозв'язку між мікроструктурою і напруженням руйнування сколюванням у вершині тріщини у феритних сталях. У першій їхній спільній праці було розглянуто взаємозв'язок між напруженням руйнування сколюванням і в'язкістю руйнування, який варіювався залежно від розміру зерна у м'яких сталях, і було показано, що тріщиностійкість пов'язана з тріщиностійкістю при сколюванні мікроструктурною відстанню. У другій з цих праць було показано, що існує загальний взаємозв'язок між розміром зерна фериту і розміром найбільшої частинки цементиту у м'яких сталях, просто охолоджених від температури аустенізації, що пояснює причину залежності критичного напруження руйнування сколюванням від розміру зерна. У третій статті із Каррі присвяченій руйнуванню загартованих і відпущених сталей було показано, що існує статистична конкуренція між різними потенційними ядрами тріщини перед вершиною тріщини. Вони отримали, ґрунтуючись на знанні розподілу радіусів частинок цементиту, статистичну модель для оцінювання в'язкості руйнування таких сталей з частинками сфероїдального цементиту й показали, що модель добре узгоджується з експериментальними спостереженнями.

У подальшому Джон Нотт активно співробітничав з Річардом Веком (член Лондонського королівського товариства з 1975 року), директором з досліджень Британської дослідницької асоціації зварювальників (British Welding Research Association, BWRA) у Грейт-Абінгтоні під Кембриджем (тепер , TWI). Джона Нотта було призначено науковим керівником докторантів-співробітників BWRA. Серед перших з них був Р. Е. Долбі, який розпочав у 1968 році дослідження зон термічного впливу у загартованих і відпущених сталях, і Д. Дж. Віджері, який, починаючи з 1969 року, вів дослідження на ударну в'язкість металів шва. У 1973 році, за результатами спільної роботи, Джон Нотт і Річард Долбі отримали премію Пфейля від Інституту чавуну і сталіDolby R. E., Knott J. F. Toughness of martensitic and martensitic-bainitic microstructures with particular reference to heat-affected-zones in welded low-alloy steels. J. Iron Steel Inst. 1972, 210, 857(awarded L. B. Pfeil Prize).

У 1980-х роках Джон Нотт плідно співпрацював з Дж. Е. Кінг (баронеса Браун, член Лондонського королівського товариства з 2017 року). Їхні дослідження були присвячені вивченню впливу довжини і форми тріщини на в'язкість руйнування високоміцної сталі — було встановлено, що напівеліптичні поверхневі дефекти давали приблизно на 25 % вищу в'язкість руйнування ніж наскрізні тріщини по товщині. Крім того, ними були пояснені причини значного зниження пластичності у низьколегованої сталі від крихкості у зв'язках з ослабленням границь розділення цементит/матриця через присутність сегрегованих домішкових елементів.

У 1980-х роках разом з К. А. Гіппслі та Б. С. Едвардсом Джон Нотт займався проблемами рельєфного розтріскування в зонах термічного впливу зварних швів у хромомолібденових сталях для високотемпературних застосувань. Серія із семи публікацій з Гіппслі та іншими співавторами була присвячена вивченню впливу домішкових елементів на розтріскування та крихкість сталей, зокрема впливу наявності фосфору у сталях із вмістом 2¼ Cr / 1 Mo.

Дослідження мікромеханізмів руйнування шва у С-Mn-вмісних металах були проведені Джоном Ноттом разом із Дж. Г. Твідом. У першій з цих праць розглядається вплив розігріву до температур 900 °С і 1250 °С з використанням техніки індукційного нагрівання на мікроструктуру і механічні властивості. У другій статті вони вивчали вплив розігріву і температури попереднього нагріву на мікроструктуру і ударну в'язкість шва з С-Mn сталі. Нотт і Твід встановили, що на режими руйнування (на розщеплення і мікропористу коалесценцію) суттєво впливала неметалічна включеність металу шва. Вони розробили теорію ініціювання тріщин розщеплення в металах зварних швів зі сталі C-Mn, які включали початкову пластичність у фериті з міжзеренною границею, деформаційне розтріскування включень, поширення тріщини у феритову матрицю при критичному напруженні розтягу і переважному хоча і не винятковому, поширенні через зернограничний ферит. Було виявлено, що відмінності між сприйнятливістю до крихкого руйнування у зварних і повторно нагрітих матеріалах й розкидом результатів по крихкій в'язкості узгоджуються з передбаченнями моделі

Подальші дослідження впливу мікроструктури на руйнування при розщепленні в сталях, що використовуються для посудин під тиском устаткування ядерних реакторів, були проведені Джоном Ноттом з П. Бовеном і С. Г. Друсом. Вони виявили значні відмінності у в'язкості руйнування залежно від мікроструктури. Ними також було встановлено, що єдиною найважливішою мікроструктурною ознакою, що контролює руйнування при розщепленні в цих умовах термообробки, є розподіл карбіду за розмірами частинок, причому найбільші за розміром частинки карбіду в розподілі є найбільше шкідливими для ударної в'язкості. Крім того, автори змогли показати, що зміна локального критичного напруження руйнування при розщепленні залежно від розміру карбіду може бути передбачена у першому наближенні за допомогою модифікованої теорії балансу енергії Гріффітса для розмірів карбіду понад 340 нм.

Хоча, в основному, Джона цікавили закономірності, пов'язані зі сталями, він також провів дослідження поведінки інших металів при руйнуванні та втомі, наприклад, для алюмінієвих та інших сплавів кольорових металів.

Дослідження поширення втомної тріщини Джон провів низку досліджень механізмів розвитку втомної тріщини у сталях. У рамках роботи з Р. О. Річі він вивчав поширення втомної тріщини в низьколегованій сталі, окрихченої відпуском. Вони досліджували вплив середнього напруження на окрихчену та некрихку сталь і виявили, що темпи зростання були нечутливими до середнього напруження в некрихкій сталі, і вони були значно швидшими у крихкій сталі та на них суттєво впливав рівень середнього напруження. Автори пов'язували ці ефекти з наявністю статичних форм руйнування, які часто виникають із разом із втомними ефектами та, які пояснюють вплив середнього напруження та підвищених темпів росту в матеріалах з низькою в'язкістю руйнування.