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具有高强度和延展性的双相合金

由铁,锰,钴和铬制成的强合金变得具有韧性,因为它可以具有两个共存的晶体结构,并且一个结构可以转化为另一个。这两个晶体结构可以通过材料的这个横截面中的两种不同颜色来识别在电子背散射衍射的帮助下生产出一种新的钢铁开发策略,科学家们能够创造出兼具高强度和延展性的合金。对于钢铁行业来说,可能有一种摆脱困境的方法。人们开始加工金属时存在来自杜塞尔多夫(德国)Max-Planck-InstitutfürEisenforschung的科学家们正在展示一种非常坚固的新型金属材料,但同时具有延展性。到目前为止,一种材料性能只能在另一方的费用 - 杜塞尔多夫的研究人员正在改变这一点,他们正在开发m etallic materials因此,他们的工作有助于未来设计更薄板的金属部件,从而有助于节省资源理想情况下,钢和钢相关合金应具有两种性能:它们不应碎裂,例如在加工过程中磨机或作为事故涉及的车身换句话说,它们必须是“韧性的”,正如材料科学家所说的那样。但是,它们也需要坚固,以便在遭受弱力时它们不会扭曲或断裂作者:Max-Planck-InstitutfürEisenforschung的主任Dierk Raabe和该研究所研究小组的前任主席,现任美国麻省理工学院教授的Cemal Cem Tasan现已成功地将两个属性结合起来一种材料迄今为止,极易延展的金属材料并不是特别强,反之亦然“我们在这种材料的开发中采用了新的策略,这种材料通常开辟了对于金属材料设计的可能性,“Dierk Raabe说道。该团队开始使用的材料近年来一直是材料科学家进行广泛测试的材料,但到目前为止,它对于许多应用而言太脆了:合金在哪些冶金学家结合相似数量的典型五种或更多种不同的金属原子无序使得高强度合金由于不同元素的原子沿着这些材料的晶格中的位置分布而没有任何可识别的顺序,并且熵是一定的在某种程度上,这种材料被称为高熵合金这种材料可能特别强大,因为结构中众多不同原子的无序使得位错难以移动位错是晶格中的缺陷。当材料变形时的晶体但是,高强度的一个缺点是到目前为止原子混合物的合金:当这种材料在压力下让路时,它通常是脆性的,主要含有铁的钢,通常是另一种主要成分和少量其他元素,如碳,钒或铬,另一方面,通常是韧性的它们不易碎;然而,到目前为止,它们的强度还不足以使例如能够制造薄板的车体在钢的晶体中,原子或多或少有规律地排列钢虽然可以从一个切换,但变得特别具有韧性结构到另一个这是因为这个过程吞噬了能量,然后不再对材料造成任何损害在汽车车身或其他钢构件中,微小区域随后与两个不同的原子排列交替变化晶体结构使材料延展正是这种不同晶体结构共存对高熵合金有害 - 到目前为止“我们现在已经把这个概念转变为头脑,因为最近的研究表明这不是重要因素,”志明说。李,他把这个科学转变作为他的项目的主题与他的同事一起,李寻找的材料一方面像一个强大的高熵合金,但与特别是韧性钢一样,具有两种共存的晶体结构 搜索产生的合金由50%的铁,30%的锰和10%的钴和铬制成“使用这种合金,我们已经证明我们的概念有效,”Raabe说道“如果我们进一步改善微观结构和组成,我们甚至可以进一步提高强度和延展性“这正是研究人员正在研究的领域。这意味着他们可以一劳永逸地解决金属加工行业难以在强韧或韧性材料之间做出选择的困境来自杜塞尔多夫材料锻造的金属材料可以像特别是延展性钢一样容易且经济地加工,并且当结合到汽车车身中时在事故中吸收尽可能多的冲击能量同时,材料将足够坚固,薄而低成本和资源节约的金属板在受到弱力时不会让路出版:李志明,等,“亚稳态高熵双相合金克服了强度 - 延展性的权衡,“自然(2016); doi:101038 / nature17981来源:

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