» آلیاژ فولادی آمورف رکورد قدرت را می شکند

مواد جدید آلیاژ فولادی آمورف است ، یک زیر طبقه امیدوارکننده از آلیاژهای فلزی ساخته شده از ترتیبات اتمهایی که از ساختار کریستال مانند کلاسیک فولاد مشتق می شوند ، جایی که اتم های آهن مکان های خاصی را اشغال می کنند. محققان به طور فزاینده ای به دنبال این هستند که فولاد آمورف را به عنوان منبع مواد جدیدی تولید کنند که برای تولید مقرون به صرفه باشند ، بسیار سخت اما در عین حال شکننده و ترد نیستند.

محققان معتقدند كه كار آنها در آلیاژ فولاد با نام SAM2X5-630 ، اولین كسانی است كه چگونگی پاسخ فولادهای آمورف در برابر شوك را بررسی می كند. طبق گفته محققان ، SAM2X5-630 دارای بالاترین حد الاستیک ثبت شده برای هر آلیاژ فولادی است - اساساً بالاترین آستانه ای که ماده در آن می تواند بدون تغییر شکل دائمی در برابر ضربه مقاومت کند.

این آلیاژ بدون تحمل تغییر شکل دائمی در برابر فشار و استرس حداکثر 12.5 گیگا پاسکال و یا در حدود 125000 اتمسفر را تحمل می کند. محققان از دانشگاه کالیفرنیا ، سن دیگو ، دانشگاه کالیفرنیای جنوبی و انستیتوی فناوری کالیفرنیا ، ساخت و آزمایش این مواد را در شماره اخیر گزارشهای علمی طبیعت شرح می دهند.

الیویا گراو ، استاد مهندسی مکانیک دانشکده مهندسی جاکوبز در UC سن دیگو ، که رهبری این طرح و ساخت را بر عهده دارد ، می گوید: "از آنجا که این مواد برای تحمل شرایط شدید طراحی شده اند ، می توانید آنها را تحت شرایط سخت شدید با موفقیت پردازش کنید." Veronica Eliasson ، استادیار USC ، هدایت تلاش های آزمایش را انجام داد.

فناوری پودر

برای ساخت مواد جامد تشکیل شده از آلیاژ ، گراو و تیمش پودرهای فلزی را در قالب گرافیتی مخلوط کردند. سپس پودرها در 100 مگا پاسكال ، یا 1000 اتمسفر تحت فشار قرار گرفتند و در طی فرآیندی به نام پراكندگی پلاسما جرقه ، در معرض جریان قدرتمند 10،000 آمپر در دمای 1165 درجه فارنهایت (630 درجه سانتیگراد) قرار گرفتند. گریو گفت ، تکنیک پلاسما پاشش جرقه موجب صرفه جویی در زمان و انرژی زیادی می شود. وی گفت: "شما می توانید موادی تولید كنید كه معمولاً فقط در چند دقیقه در یك محوطه صنعتی چند ساعت طول می كشند."

این فرآیند مناطق کریستالی کوچکی ایجاد کرده که اندازه آن تنها چند نانومتر است و دارای نکات ساختاری است که محققان بر این باورند که در توانایی مقاومت ماده در برابر استرس مهم هستند. الیاسون گفت ، این یافته امیدوار کننده است زیرا نشان می دهد که خواص این نوع عینک های فلزی می توانند به خوبی مرتباً برای رفع نواقصی مانند شکنندگی ، که مانع از کاربرد تجاری آنها در مقیاس بزرگ شده است.

تصویر میکروسکوپ الکترونی عبوری سطوح مختلف بلورینگی تعبیه شده در ماتریس آمورف آلیاژ را نشان می دهد. عکس: دانشکده مهندسی جیکوبز / UC سن دیگو

عملکرد تحت بارگذاری شوک

محققان USC چگونگی پاسخ آلیاژ را بدون ایجاد تغییر شکل دائمی در شوک ، با ضربه زدن به نمونه های مواد با صفحات مسی که از اسلحه بنزین در 500 تا 1300 متر در ثانیه شلیک می شوند ، آزمایش کردند. این ماده در تأثیر تغییر شکل داده است ، اما نه برای همیشه. یک قطعه 1.5.1.8 میلی متر ضخامت SAM2X5-630 با ضخامت 1.5-1.8 میلی متر از SAM2X5-630 با ضریب حداکثر شوک (حداکثر شوکی که یک ماده می تواند در آن ایجاد کند) در 26/1 گیگا پاسکال 1.26 11 11.76 اندازه گیری شد.

در مقایسه ، فولاد ضد زنگ حد الاستیک 0.2 giga-Pascals دارد ، در حالی که کاربید تنگستن (یک سرامیک با استحکام بالا در زره های نظامی استفاده می شود) 4.5 گیگا پاسکال است. این بدان معنا نیست که SAM2X5-630 بالاترین حد الاستیک را برای هر ماده شناخته شده دارد. الماس ها در 60 گیگا پاسکال قرار دارند - آنها فقط برای بسیاری از برنامه های دنیای واقعی عملی نیستند.

الیاسون گفت: "این واقعیت که مواد جدید بسیار خوب در زیر بار شوک عمل کرده اند بسیار دلگرم کننده بوده و باید به فرصت های تحقیقاتی زیادی در آینده منجر شود."

تگ ها : استنلس استیل استیل فولاد ضد زنگ

۰ نظر / ۶۹ بازدید