Onderzoekers van de National University of Science and Technology "MISIS" hebben een database ontwikkeld die zal helpen bij het creëren van nieuwe staalsoorten. Dit versnelt het proces van het creëren van innovatieve staalsoorten met gespecificeerde sterkte en vervormbaarheid minstens 10 keer, waarmee carrosserieën van de meest complexe vormen kunnen worden vervaardigd. Artikel over het onderzoek is gepubliceerd in Calphad .

In de moderne materiaalkunde de basis voor de synthese van nieuwe materialen zijn de zogenaamde fasetoestandsdiagrammen, die de interactie van chemische elementen bij verschillende temperaturen laten zien. Op basis van deze informatie, het is mogelijk om de fysische eigenschappen en microstructuur van legeringen te voorspellen, en, het belangrijkste, de voorwaarden en technologie voor hun productie.

Door thermodynamische parameters te bestuderen en te verzamelen, wetenschappers creëren een database voor gebruik in gespecialiseerde programma's waarmee nieuwe materialen kunnen worden gemodelleerd. Voor de ontwikkelaars is het een soort "spiekbriefje, " volgens welke ze een technologie ontwikkelen voor het creëren van nieuwe materialen met de vereiste eigenschappen.

Vandaag, de productie van flexibel staal voor carrosserieën, in staat om in de meest complexe vormen te buigen, maar is tegelijkertijd bestand tegen de belasting bij impact, is zeer actueel voor de branche. Het is bekend dat de sterkte en taaiheid van staal kan worden vergroot door toevoeging van lanthaan. Echter, het algemene mechanisme van de invloed van zeldzame aardelementen op staaleigenschappen bleef tot voor kort onbekend.

Thermodynamische database die de interactie van ijzer en koolstof met lanthaanadditieven beschrijft, maakt het mogelijk om nauwkeurig de fasesamenstelling aan te nemen, kristallisatietemperatuur en microstructuur van het materiaal. Zo'n database is gemaakt door onderzoekers van NUST MISIS. Met deze gegevens kan de ontwikkeling van nieuwe staalsoorten worden geoptimaliseerd, omdat het de tijd om naar nieuwe composities te zoeken en de nodige experimenten uit te voeren aanzienlijk verkort. Met de databank, de periode van ontwikkeling van nieuwe staalsoorten kan worden teruggebracht van 1 jaar tot 1-2 maanden.

"In ons werk we zijn erin geslaagd om alle thermodynamische gegevens van het La-Fe-C (lanthaan-ijzer-koolstof) systeem experimenteel te bevestigen. Bijvoorbeeld, om de chemische reacties tussen de elementen van het systeem te verduidelijken, hebben we ongeveer 30 legeringen met verschillende chemische samenstellingen verkregen, "Vladimir Cheverikin, papier co-auteur, senior onderzoeker bij NUST MISIS Center "Materials Termochemistry, " verklaart.

Volgens de resultaten van het onderzoek, wetenschappers slaagden erin om de exacte kristallisatietemperatuur van op staal gebaseerde legeringen en verschillende veranderingen in hun warmtebehandeling te berekenen.

Dus, nu, als het nodig is om nieuwe staalsoorten te creëren, het is voldoende om de resulterende database in de juiste software te laden en een lijst met voorwaarden te krijgen die de processen zullen optimaliseren, inclusief warmtebehandeling en drukbehandeling.