沃里克(Warwick)的研究人员取得了突破性的突破性,可以控制轻量级钢生产期间不需要的脆性阶段,这意味着可以在工业规模上生产金属。
在沃里克大学WMG开发的新加工路线允许以最大的强度生产低密度钢合金,同时仍然保持耐用和柔韧性,直到现在到目前为止一直是不可能的。
加强轻质钢的当前过程使其变得不那么灵活,因此销售不足。由Alireza Rahnama博士开发的新方法是改变游戏规则的人,可能会导致更安全,更绿色,更省油的汽车进行革命。
新的处理路线是在900°C至1150°C之间的温度下进行的简单热处理,持续30分钟,然后快速冷却至环境温度。这种退火导致B2的粗纵梁带向纳米大小的磁盘样B2。
博士Alireza拉纳马
B2是指在这些钢中可能发生的两个脆性阶段之一:卡帕 - 卡比德(K-Carbide)andB2金属间- 这使钢很难,但会限制其延展性,因此很难滚动。
“Depending on the respective Al concentration, lightweight steels can have different complex strengthening precipitates,” says Rahnama. Two of these precipitates are k (kappa)-carbide and B2 intermetallic. They are not easily shearable so they significantly enhance the strength of the lightweight steels. But their drawback is that they are very brittle and thus make our steel susceptible to crumbling especially when they are coarse.
研究人员通过模拟和实验发现,在某些高退火温度下,这些脆性相变得更容易控制,从而使钢保持延展性。在900°C至1200°C之间,可以从生产中去除K碳化物相,B2金属间的脆性相变得易于管理 - 形成类似磁盘的纳米大小形态,而不是较粗的产物。
这项研究的主要发现是,我们可以在延性基质中形成纳米尺寸的沉淀物,因此我们可以将沉淀的强度与基质的理想延展性(大变形)混合。这样,我们可以成功增强强度并提高延展性。
博士Alireza拉纳马
团队测试了两个轻巧的钢 - 和Fe-15Mn-10Al-0.8C- for their potential to achieve maximum strength and ductility.
“ Fe-Mn-Al-C钢显示出广泛的机械性能,” Rahnama解释说。“它们具有耐铝的耐腐蚀性和低密度,也具有钢的生产性低成本。另一方面,NI是强大的B2金属间前一个,进而可以显着提高这种特定类型的钢的强度。因此,我们选择了5 wt。%Ni Fe-Mn-Al-C钢和Ni-Ni-C钢,以使我们能够比较它们的微观结构和特性。”
It is hoped that this work could lead to more environmentally-friendly cars: those made of stronger and lighter materials are safer for drivers, emit less CO2并消耗更少的燃料。更多可延展的钢也将使制造商能够形成汽车零件成理想的,简化的形状。
拉哈纳玛博士评论说:“具有较高强度和延展性的合金可以通过降低体重和提高能源效率来减轻其中一些问题。轻量级钢是解决这些问题的候选人之一。”
“该钢可以通过发表论文中解释的技术路线轻松生产[Acta Materialia]。该行业只需要将他们的退火概况更改为论文中的建议,”他继续说道。“这些钢的重量降低,强度增加,大延展性(例如,在车祸的情况下可以大大变形),并且它们用于未来运输的用法可以大大减少CO2排放。”
作为材料科学欧洲杯足球竞彩家,我们总是寻找具有增强的机械性能(高强度大延展性)的新合金,而我们的目的是降低密度,因为我们希望减少CO2排放到我们的环境中。同样,低成本的制造性对于美国和行业来说是非常重要的因素。因此,任何下一步都是设计和开发具有越来越高的强度和低密度的新合金,可以在很大程度上变形,并且可以轻松地以低成本生产。
博士Alireza拉纳马
参考:沃里克大学
图片来源:Alexandru Rosu/ Shutterstock.com
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