中国的一个科学家团队开发了一种新型钢,它具有可拉伸和耐用的关键属性。这有可能克服炼钢中的一个艰巨挑战,尤其是强度和延展性通常是相互排斥的。
(图片来源:JONATHAN NACKSTRAND/法新社,盖蒂图片社)
氢直接还原铁球团于2021年8月27日在瑞典北部Luleå的HYBRIT试点设施(钢铁制造商SSAB、国有公用事业公司Vattenfall和矿业公司LKAB之间的合作项目)拍摄。
耐用,可拉伸的钢材
由于中国对COVID-19的限制,自11月以来,一些行业受到了该国需求的影响.虽然这可能需要一段时间,但几家制造商对自己的未来状况持乐观态度。
在交通运输、基础设施等多个部门和不同行业,对机械强度高和韧性强的钢材料的需求日益增加。尽管在一种材料中统一这两种特征可能具有挑战性,但一组科学家开发出了这种钢。
沈阳东北大学、沈阳材料科学国家实验室、中国东部江阴兴城特钢厂、德国马普钢铁研究所等科研人员研制出了纯中锰钢。
根据《南华早报》据报道,这块钢和指甲一样大,可以承受2吨汽车的重量而不断裂。此外,这种韧性金属可以被拉伸18%到25%。
该研究补充说,通过这种材料,可以在汽车、航空航天和机械领域实现多项发明,因为它们可以形成复杂的形状,并从碰撞中吸收高能量。
炼钢
根据该研究结果发表在同行评议的《科学》杂志上对于具有分层子结构的延展性2-GPa钢,科学家们需要结合多个横向锻造、深冷处理和回火步骤,才能生产出具有这两种特性的钢。
科学家们将熔化的原始合金材料在650到800摄氏度或1200到1470华氏度的温度下混合。当钢在空气中冷却时,这种特殊的结构就会形成。在此之后,他们使用温度为零下196摄氏度的液氮进一步冷却。为了提高其稳定性,钢铁将再次被加热到300摄氏度。
东北大学轧制与自动化国家重点实验室博士后研究员、该研究的主要作者李云杰表示,这一过程比他们用来制造传统超高强度钢的过程要简单得多,这些超高强度钢被轧制成薄板或薄板。
他将生产的2千帕斯卡强度的钢描述为“几乎是钢中抗拉强度最高的”。
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除了它的特点,李表示,这种制造方法可以将生产成本降低75美元或510元人民币每吨钢。这还将使每吨碳排放量减少100公斤煤炭当量。
“现在已经有了以锻造为基础的吨位规模的大型船轴。我们的工艺与它的准备是一致的,只是在一些工艺参数上做了一些调整,”他补充道。