Wetenschap
Op zoek naar sterker staal levert een systematische blik op 120 combinaties van legeringselementen aanwijzingen op
Het koolstofvrij maken van auto's vereist niet alleen een verschuiving van benzinemotoren naar elektrische motoren, maar ook hoogwaardige stalen onderdelen die de motoren helpen draaien en tegelijkertijd het gewicht van voertuigen verminderen. Hoogwaardige stalen materialen kunnen stillere ritten bieden en bestand zijn tegen de slijtage door hoge rotatiesnelheden in motoren. Om ze te creëren moet het proces van het modificeren van het staaloppervlak met koolstof-, stikstof- en legeringselementen worden geoptimaliseerd.
Om de interacties tussen elementen in staal te begrijpen, is een systematisch onderzoek uitgevoerd door een onderzoeksgroep van de Osaka Metropolitan University onder leiding van universitair hoofddocent Tokuteru Uesugi van de Graduate School of Informatics. De groep berekende theoretisch 120 combinaties van hoe 12 legeringselementen, waaronder aluminium en titanium, interageren met koolstof tijdens carbonisatie en stikstof in het nitreringsproces.
De bevindingen zijn gepubliceerd in ISIJ International .
De resultaten toonden aan dat wanneer titanium in een specifieke opstelling wordt geplaatst, het zich bindt met stikstof of koolstof, waardoor het ijzer verhardt. Uit de analytische gegevens van de groep bleek ook dat het legeringselement een grotere metaalstraal moet hebben dan het ijzeratoom om goed te kunnen hechten.
"Hoewel het niet eenvoudig was om het mechanisme op te helderen uit de resultaten van talloze berekeningen, hebben we met vallen en opstaan gebruik gemaakt van meervoudige lineaire regressie en gestratificeerde analyses", aldus professor Uesugi. "Deze resultaten zullen naar verwachting bijdragen aan een beter begrip van de mechanismen van staalversterking en verbeterde duurzaamheid, en aan de ontwikkeling van superieure materialen."