처리를 통해 강도와 가소성이 뛰어난 강철 합금이 생성됩니다.

고품질 강철 합금에 테스트된 새로운 처리는 일반적인 강도와 가소성보다 더 높은 수준을 생성합니다. 이 두 가지 특성은 일반적으로 결합되기보다는 균형을 이루어야 합니다.

강철의 가장 바깥층에서 생성된 처리로 생성된 초미세 금속 입자는 신장, 회전 및 변형에 따라 늘어나는 것처럼 보이며 퍼듀 대학 연구진이 완전히 설명할 수 없는 방식으로 초가소성을 부여합니다.

연구진은 원자력 및 석유화학 응용 분야에 사용되는 변형된 강철 합금인 T-91을 처리했지만 이 처리는 자동차 차축, 서스펜션 케이블 및 기타 구조 부품과 같이 강하고 연성 강철이 유익한 다른 장소에도 사용될 수 있다고 말했습니다. . 샌디아 국립연구소(Sandia National Laboratories)와 공동으로 수행한 특허 연구를 기록한 "우수한 인장 가소성을 갖는 구배 나노구조 강철"이라는 논문이 Science Advances 저널에 게재되었습니다.

T-91의 더 강하고 더 플라스틱 변형의 즉각적인 결과보다 더 흥미로운 것은 팀이 에서 확장된 영역에서 생성된 처리로 생성된 초미세 금속 입자의 "나노라미네이트"의 특성을 보여주는 Sandia에서 관찰한 것입니다. 약 200μm 깊이의 표면.

강철과 같은 금속은 육안으로는 단일체처럼 보이지만 크게 확대하면 금속 막대는 개별 입자의 집합체임을 드러냅니다. 금속에 변형이 가해지면 금속 구조가 파열되지 않고 유지되어 금속이 늘어나고 구부러지는 방식으로 입자가 변형될 수 있습니다. 더 큰 입자는 작은 입자보다 더 큰 변형을 수용할 수 있으며, 이는 큰 입자 변형 금속과 작은 입자 강한 금속 사이의 고정된 균형을 이루는 기초입니다.

논문에서 수석 저자인 Zhongxia Shang은 압축 및 전단 응력을 사용하여 T-91 샘플 표면의 큰 입자를 더 작은 입자로 분해했습니다. 샘플의 단면을 보면 가장 작은 초미립자 크기가 100 nm 미만인 표면에서부터 입자가 10~100배 더 큰 소재의 중심으로 갈수록 입자 크기가 증가하는 것을 알 수 있습니다.

G-T91이라고 불리는 변형된 샘플은 인장 응력의 단위인 약 700 MPa의 항복 강도를 가지며 약 10%의 균일한 변형을 견뎌냈습니다. 이는 표준으로 도달할 수 있는 결합 강도와 가소성에 비해 크게 향상된 것입니다. T-91.

“이것이 구조의 아름다움입니다. 중심이 부드러워 가소성을 유지할 수 있지만 나노라미네이트를 도입함으로써 표면이 훨씬 더 단단해졌습니다.”라고 Shang은 말했습니다. “그런 다음 중앙에 큰 입자가 있고 표면에 나노입자가 있는 이 그라데이션을 생성하면 시너지 효과를 발휘하여 변형됩니다. 큰 입자는 신축성을 담당하고 작은 입자는 응력을 수용합니다. 이제 강도와 연성이 결합된 소재를 만들 수 있습니다.”