沃里克的研究人员在控制轻钢生产过程中不希望出现的脆性阶段方面取得了突破，这意味着这种金属可以在工业规模上生产。
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华威大学WMG开发的新工艺路线允许低密度钢基合金以最大强度生产，同时仍然保持耐用和柔韧性，这在很大程度上是不可能的，直到现在。
目前强化轻质钢的工艺降低了它们的灵活性，因此也降低了它们的市场竞争力。由Alireza Rahnama博士开发的新方法改变了游戏规则，并可能导致更安全、更环保、更省油的汽车革命。
新的加工路线是在900°C至1150°C的温度下进行30分钟的简单热处理，然后快速冷却至环境温度。这种退火导致B2的粗条带转变为纳米级圆盘状B2。
博士Alireza Rahnama
B2是指这些钢中可能出现的两种脆性相之一：卡帕碳化物（k-碳化物）和B2金属间化合物这种方法使钢变硬，但限制了它们的延展性，所以它们很难轧制。
Rahnama说:“根据不同的铝浓度，轻质钢可以有不同的复合强化析出物。”其中两种析出相是k (kappa)-碳化物和B2金属间化合物。它们不容易剪切，所以它们显著提高了轻钢的强度。但它们的缺点是非常脆，因此使我们的钢容易破碎，特别是当它们是粗糙的。
研究人员通过模拟和实验发现，在某些高退火温度下，这些脆性相变得更加可控，从而允许钢保持其延展性。在900°C到1200°C之间，k碳化物相可以从生产中去除，B2金属间脆性相变得易于管理——形成盘状纳米级形态，而不是较粗的产品。
这项研究的关键发现是我们可以在延性基体中形成纳米尺寸的析出相，这样我们就可以将析出相的强度与基体的理想延性(大变形)相混合。这样可以成功地提高强度，提高延性。
博士此前拉赫纳马
该团队测试了两种轻钢——和fe - 15 - mn - 10 - al - 0.8 c-为其实现最大强度和延展性的潜力。
“Fe-Mn-Al-C钢具有广泛的机械性能，”Rahnama解释道。“它们既有铝的耐腐蚀和低密度，又有钢的低制造成本。另一方面，镍是一种强大的B2金属间化合物，它可以显著提高这种特定类型钢的强度。因此，我们选择了5% Ni的Fe-Mn-Al-C钢和无Ni钢，以便我们能够比较它们的组织和性能。”
人们希望这项工作能够带来更环保的汽车:那些由更坚固和更轻的材料制成的汽车对司机来说更安全，排放更少的一氧化碳亚博网站下载2.并且消耗更少的燃料。更具有延展性的钢材也将允许制造商将汽车部件制成理想的流线型形状。
Rahnama博士评论道:“具有更高强度和延展性的合金可以通过减轻重量和提高能源效率来缓解这些担忧。轻质钢是解决这些问题的候选者之一。”
“通过发表论文中解释的技术路线，这种钢很容易生产[Acta Materialia]“行业只需将其退火曲线更改为论文中建议的曲线，”他继续说，“这些钢具有重量减轻、强度提高、延展性大（例如在发生车祸时，它们可能会发生很大变形）以及在未来运输中的使用可以显著降低CO2.排放。”
作为材料科学亚博网站下载家，我们一直在寻找具有更高机械性能（高强度、大延展性）的新合金，而我们的目标是降低密度，因为我们希望减少CO2.排放到我们的环境中。低成本制造对我们和工业也是非常重要的因素。因此，下一步就是设计和开发强度越来越高、密度越来越低的新合金，这种合金变形大，成本低，易于生产。
博士此前拉赫纳马
参考：华威大学
图片来源：Alexandru Rosu/Shutterstock.com
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