Brug af kemisk grænseteknik til at skabe stål, der er stærkt og fleksibelt uden højt kulstofindhold

Et team af forskere fra Kina, Tyskland, Japan og Holland har fundet en måde at bruge kemisk grænseteknik til at skabe stål, der er stærkt og fleksibelt uden behov for højt kulstofindhold. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskabens fremskridt , gruppen beskriver deres teknik, og hvor godt den virkede, da den blev testet.

Forskerne bemærker, at deres arbejde var baseret på behovet for lettere højstyrkestål til brug i transport og andre infrastrukturprojekter. De bemærker endvidere, at de fleste højstyrkestål, især det med ultimativ trækstyrke, kræver et højt niveau af kulstof eller andre dyre grundstoffer. I denne nye indsats, forskerne viste, at kemisk grænseteknik kan bruges til at fremstille højstyrkestål uden behov for tilsætning af kulstof eller andre elementer.

Chemical boundary engineering er en teknik, hvor meget små defekter i et materiales mikrostruktur, såsom stål, føre til dannelsen af ​​skarpe kemiske gradienter. Når det bruges med stål, resultatet er alternerende korn af martensit og austenit, hvilket gør stålet lettere, end det ellers ville være. Tidligere forskning har vist, at skabelse af små defekter i stål kunne bruges til at fremstille et billigere hårdfør stål, men at gøre det havde en tendens til at resultere i skader, når det blev udsat for belastning eller varme.

For at komme uden om tidligere problemer med at bruge kemisk grænseteknik, forskerne brugte en teknik, der genererede kemiske grænser mellem austenitkorndomæner, der vekslede med små mængder mangan. Deres proces involverede koldvalsning af lavkulstofstål og derefter udsætte det for en standard austenit-reversionsbehandling i to timer. Stålet blev derefter opvarmet til et enfaset austenitområde og afkølet til omgivelsestemperatur. Under afkølingsfasen, metallet lagde sig i forskellige faser, indtil det nåede sin endelige tilstand. Holdet testede deres teknik ved at lave prøver ved hjælp af kemisk grænseteknik og andre ved hjælp af standardteknikken. De fandt ud af, at deres nye teknik resulterede i stål, der var stærkere uden tab af fleksibilitet sammenlignet med standardmetoden. De fandt også, at test viste, at stålet fremstillet ved hjælp af den nye teknik havde et styrkeniveau på over 2,0 GPa.

© 2020 Science X Network