Een team van onderzoekers uit China, Duitsland, Japan en Nederland hebben een manier gevonden om chemische grenstechniek te gebruiken om staal te maken dat sterk en flexibel is zonder dat een hoog koolstofgehalte nodig is. In hun artikel gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang , de groep beschrijft hun techniek en hoe goed het werkte toen het werd getest.

De onderzoekers merken op dat hun werk was gebaseerd op de behoefte aan lichtere hogesterktestaalsoorten voor gebruik in transport- en andere infrastructuurprojecten. Ze merken verder op dat het meeste hogesterktestaal, in het bijzonder dat met uiterste treksterkte, vereist een hoog koolstofgehalte of andere dure elementen. In deze nieuwe poging de onderzoekers toonden aan dat chemische grenstechniek kan worden gebruikt om hoogwaardig staal te maken zonder de noodzaak om koolstof of andere elementen toe te voegen.

Chemische grenstechniek is een techniek waarbij zeer kleine defecten in de microstructuur van een materiaal, zoals staal, leiden tot het ontstaan ​​van scherpe chemische gradiënten. Bij gebruik met staal, het resultaat is afwisselende korrels van martensiet en austeniet, waardoor het staal lichter is dan het anders zou zijn. Voorafgaand onderzoek heeft aangetoond dat het maken van kleine defecten in staal kan worden gebruikt om een ​​minder duur hard staal te produceren, maar dit leidde meestal tot schade wanneer het werd blootgesteld aan spanning of hitte.

Om eerdere problemen met het gebruik van chemische grenstechniek te omzeilen, de onderzoekers gebruikten een techniek die chemische grenzen genereerde tussen austenietkorreldomeinen die werden afgewisseld met kleine hoeveelheden mangaan. Hun proces omvatte het koudwalsen van koolstofarm staal en het vervolgens gedurende twee uur onderwerpen aan een standaard austeniet-reversiebehandeling. Het staal werd vervolgens verwarmd tot een enkelfasig austenietgebied en afgekoeld tot omgevingstemperatuur. Tijdens de afkoelfase, het metaal vestigde zich in verschillende fasen totdat het zijn uiteindelijke toestand bereikte. Het team testte hun techniek door monsters te maken met behulp van chemische grenstechniek en anderen met behulp van de standaardtechniek. Ze ontdekten dat hun nieuwe techniek resulteerde in staal dat sterker was zonder verlies aan flexibiliteit in vergelijking met de standaardmethode. Ze ontdekten ook dat uit testen bleek dat het staal dat met de nieuwe techniek was gemaakt, een sterkteniveau had van meer dan 2,0 GPa.

© 2020 Wetenschap X Netwerk