Новая сталь превосходит компромисс между прочностью и пластичностью

Группа инженеров-механиков из Гонконга, Пекина и Тайваня под руководством д-ра Хуанг Минсиня из Университета Гонконга (HKU) недавно разработала Super Steel (также называемую DP Steel, поскольку она приняла новую стратегию деформирования и разделения (DP)), которая адресована компромисс между прочностью и пластичностью. Стоимость его материала составляет всего одну пятую от стоимости стали, используемой в настоящее время в аэрокосмической и оборонной промышленности.

Этот научный прорыв недавно опубликован в академическом журнале Science.Сталь была самым широко используемым металлом в истории человечества, и ее можно производить с гораздо большей эффективностью, чем любые другие металлические материалы.

С самого начала железного века искали прочную и пластичную сталь. Очень трудно дополнительно улучшить пластичность металлических материалов, если их предел текучести превышает 2 гигапаскалей (ГПа).

Революционная сталь — Super Steel, разработанная командой HKU-Beijing-Taiwan под руководством HKU, обеспечивает высокую пластичность, превышающую предел текучести 2 ГПа.Помимо значительного улучшения свойств при растяжении, эта прорывная сталь достигла беспрецедентного предела текучести 2,2 ГПа и равномерного удлинения 16%. Кроме того, эта революционная сталь имеет два преимущества:Низкая стоимость сырья Стоимость сырья для стали DP составляет всего 20% от мартенситностареющей стали, используемой в аэрокосмической и оборонной промышленности.

По химическому составу эта прорывная сталь относится к системе средне марганцевой (Mn) стали, содержащей 10% марганца, 0,47% углерода, 2% алюминия, 0,7% ванадия (массовые проценты), а остальное — железо. Никакие дорогие легирующие элементы не использовались исчерпывающе, а были использованы лишь некоторые общие легирующие композиции, которые широко используются в коммерчески выпускаемых сталях.Простая промышленная обработка Вторым преимуществом является то, что эта революционная сталь может быть разработана с использованием традиционных технологических процессов, включая теплую прокатку, холодную прокатку и отжиг. Это отличается от разработки других металлических материалов, в которых процессы изготовления включают сложные маршруты и специальное оборудование, масштабирование которых затруднено.

Следовательно, ожидается, что настоящая революционная сталь имеет большой потенциал для промышленного массового производства.По сравнению с широко используемыми автомобильными сталями, а также сталью, используемой в аэрокосмической и оборонной промышленности (мартенситностареющая сталь), сталь DP продемонстрировала гораздо более высокий предел текучести, но сохраняла гораздо лучшую пластичность (равномерное удлинение). Сталь DP также превзошла сталь с нанодвойниками (NT), которая также была разработана той же исследовательской группой HKU во главе с доктором Хуанг Минксинем в 2015 году.

Кроме того, разработанная сталь DP продемонстрировала лучшее сочетание предела текучести и равномерного удлинения среди всех существующих высоких -прочные металлические материалы. В частности, равномерное удлинение разработанной стали DP намного выше, чем у металлических материалов с пределом текучести выше 2,0 ГПа.Разработка этой прорывной стали — успешный пример сотрудничества молодых ученых из Гонконга, Пекина и Тайваня. Это сотрудничество возглавляет группа доктора Хуан Мингсиня из факультета машиностроения Гонконгского университета (HKU).

Группа доктора Хуан Минксиня была посвящена изучению механизма деформации сверхвысокопрочных металлических материалов. В этом исследовании группа доктора Хуанга впервые предложила новый механизм деформации, согласно которому высокая плотность дислокаций может одновременно улучшить как прочность, так и пластичность.

Стоит упомянуть, что в учебниках принято считать, что увеличение плотности дислокаций увеличивает прочность, но нежелательно ухудшает пластичность. Группа доктора Луо Хайвена из Университета науки и технологий Пекина специализируется на обработке стали и успешно внедрила высокую плотность подвижных дислокаций в эту революционную сталь.

Группа доктора Йен Хун-вей из Национального университета Тайваня поддержала этот новый механизм деформации, выполнив расширенную характеристику микроструктуры.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *