Hög styrka, lätt stål kan äntligen bearbetas i industriell skala, tack vare ett genombrott för att kontrollera oönskade spröda steg från produktionen, av WMG, University of Warwick.
Dr Alireza Rahnama har utvecklat en ny bearbetningsväg som gör att stålbaserade legeringar med låg densitet kan produceras med maximal styrka, samtidigt som de förblir hållbara och flexibla - något som i stort sett varit omöjligt tills nu.
Två lättstål testades:Fe -15 Mn -10 Al -0,8 C -5Ni och Fe -15 Mn -10 Al -0,8 C - för deras potential att uppnå maximal styrka och duktilitet.
Under produktionen, två spröda faser kan förekomma i dessa stål:kappakarbid (k-karbid) och B2 intermetalliskt-vilket gör stålen hårda men begränsar deras formbarhet, så de är svåra att rulla.
Genom simulering och sedan experiment, WMG -forskarna fann att vid vissa höga glödgningstemperaturer, dessa spröda faser kan bli mycket mer kontrollerbara, låter stålet behålla sin formbarhet.
Mellan 900 ° C och 1200 ° C, k-karbidfasen kan tas bort från produktionen, och B2 intermetallisk spröd fas kan bli hanterbar-bildas i en diskliknande, morfologi i nanostorlek, i motsats till en grövre produkt som bildas vid lägre temperaturer.
Nuvarande processer för att förstärka lättviktsstål gör dem mindre flexibla - och därför mindre säljbara - men tack vare Dr Rahnamas forskning, detta kommer att vara ett tidigare problem.
Genombrottet kan leda till en revolution inom säkrare, grönare, mer bränslesnåla bilar.
Fordon av starkare och lättare material är säkrare för förare, släpper ut mindre CO2 och förbrukar mindre bränsle - och mer formbart stål gör det möjligt för tillverkare att bilda bildelar till önskvärda, strömlinjeformade former.
Dr Rahnama kommenterar:
"Legeringar med högre hållfasthet och duktilitet kan lindra några av dessa problem genom att minska vikten och förbättra energieffektiviteten. Lätta stål är en av kandidaterna för att ta itu med dessa problem.
"De flesta metallurgiska mekanismer för att öka styrkan leder till förlust av duktilitet, en effekt som kallas styrka-duktilitetsavvägningen. Detta dokument studerar kinetik och termodynamik för mikrostrukturell utveckling av lättviktiga stål genom simuleringar och experiment och föreslår en mekanism för att uppnå högre hållfasthet och större duktilitet; en metod som lätt kan användas av industrin. "
Forskningen, 'Effekt av legering av Ni på mikrostrukturell utveckling och mekaniska egenskaper hos två duplexa lättviktiga stål under olika glödgningstemperaturer:experiment och fasfältssimulering', publiceras i Acta Materialia .
