Avkolning av bilar kräver inte bara en övergång från bensinmotorer till elmotorer, utan också kvalitetsståldelar som hjälper motorerna att köra samtidigt som fordonens vikt minskar. Högpresterande stålmaterial kan erbjuda tystare körningar och motstå slitaget från höghastighetsrotation i motorer. För att skapa dem måste processen att modifiera stålytan med kol-, kväve- och legeringselement optimeras.
För att förstå samspelet mellan element i stål har en systematisk undersökning genomförts av en forskargrupp vid Osaka Metropolitan University ledd av docent Tokuteru Uesugi från Graduate School of Informatics. Gruppen beräknade teoretiskt 120 kombinationer av hur 12 legeringselement, inklusive aluminium och titan, interagerar med kol under uppkolning och kväve i nitreringsprocessen.
Resultaten publicerades i ISIJ International .
Resultaten visade att när titan placeras i ett specifikt arrangemang binder det med kväve eller kol, vilket gör att järnet härdar. Gruppens analytiska data visade också att legeringselementet måste ha en större metallisk radie än järnatomen för att binda väl.
"Även om det inte var lätt att belysa mekanismen från resultaten av många beräkningar, använde vi multipel linjär regression och stratifierad analys genom försök och fel," sade professor Uesugi. "Dessa resultat förväntas bidra till en bättre förståelse av mekanismerna för stålförstärkning och förbättrad hållbarhet, och till utvecklingen av överlägsna material."
Mer information: Tokuteru Uesugi et al, Interaktioner mellan mellanliggande och substitutionselement av lösta diatomiska och triatomiska kluster i α -Fe från First-principles Calculations, ISIJ International (2024). DOI:10.2355/isijinternational.ISIJINT-2024-062
Tillhandahålls av Osaka Metropolitan University
