30 nuancer af stål:Forskere udvikler snydeark til skabelsen af ​​nye stål

Forskere fra National University of Science and Technology "MISIS" udviklede en database, der vil hjælpe med at skabe nye stålkvaliteter. Dette vil fremskynde processen med at skabe innovative stålkvaliteter med specificeret styrke og duktilitet mindst 10 gange, som gør det muligt at fremstille bilkarosserier af de mest komplekse former. Artikel om forskningen er publiceret i Calphad .

I moderne materialevidenskab, grundlaget for syntesen af ​​nye materialer er de såkaldte fasetilstandsdiagrammer, som viser kemiske grundstoffers vekselvirkning ved forskellige temperaturer. Baseret på disse oplysninger, det er muligt at forudsige legerings fysiske egenskaber og mikrostruktur, og, mest vigtigt, betingelserne og teknologien for deres produktion.

Ved at studere og indsamle termodynamiske parametre, videnskabsmænd opretter en database til brug i specialiserede programmer, der tillader modellering af nye materialer. For udviklerne er det en slags "snydeark, " ifølge hvilken de udvikler en teknologi til at skabe nye materialer med de nødvendige egenskaber.

I dag, produktion af fleksible stål til bilkarosserier, i stand til at bøje sig til de mest komplekse former, men tåler samtidig belastningen ved stød, er meget aktuelt for branchen. Det er kendt, at stålets styrke og duktilitet kan øges ved at tilsætte lanthan. Imidlertid, den overordnede mekanisme af sjældne jordarters indflydelse på stålegenskaber forblev ukendt indtil for nylig.

Termodynamisk database, som beskriver interaktionen mellem jern og kulstof med lanthanadditiver, gør det muligt nøjagtigt at antage fasesammensætningen, krystallisationstemperatur og materialets mikrostruktur. Sådan en database er skabt af forskere fra NUST MISIS. Disse data gør det muligt at optimere udviklingen af ​​nye stål, da det væsentligt reducerer tiden til at søge efter nye kompositioner og udføre de nødvendige eksperimenter. Med databasen, udviklingsperioden for nye stålkvaliteter kan reduceres fra 1 år til 1-2 måneder.

"I vores arbejde vi formåede eksperimentelt at bekræfte alle de termodynamiske data fra La-Fe-C (lanthan-jern-carbon) systemet. For eksempel, for at afklare de kemiske reaktioner mellem elementerne i systemet fik vi omkring 30 legeringer med forskellige kemiske sammensætninger, "Vladimir Cheverikin, papir medforfatter, seniorforsker ved NUST MISIS Center "Materials Termochemistry, " forklarer.

Ifølge resultaterne af undersøgelsen, forskere formåede at beregne den nøjagtige krystallisationstemperatur af stålbaserede legeringer og forskellige ændringer i deres varmebehandling.

Dermed, nu, hvis det er nødvendigt at skabe nye stålkvaliteter, det er nok at indlæse den resulterende database i den relevante software og få en liste over forhold, der vil optimere processerne, herunder varmebehandling og trykbehandling.