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東北大學團隊破解超高強鋼鐵加工製備難題

發布時間:2023-01-17 16:20:00來源: 光明網-《光明日報》

   【科技前沿】

  光明日報沈陽1月16日電(記者劉勇 通訊員李青坡)如何讓不易彎折的超高強鋼鐵具有“橡皮泥”一樣易於(yu) 延伸的優(you) 點?日前,東(dong) 北大學研究團隊通過簡單高效的製備工藝,製造出一種擁有全新微觀結構的超高強鋼鐵材料。該材料在加工成型過程中不僅(jin) 不易發生斷裂,還能隨著形狀的改變提高堅硬程度,在“強度”“塑性”等多個(ge) 方麵突破了現有同類別材料的性能上限。相關(guan) 研究成果近日在《科學》雜誌全文在線發表。

  “鋼鐵的‘強度’與(yu) ‘塑性’往往是‘魚與(yu) 熊掌不可兼得’。一般來說,同種鋼鐵根據處理工藝的不同,‘強度’越高‘塑性’就會(hui) 越低。”研究團隊李雲(yun) 傑博士說,“剛極易折,超高強鋼存在的這個(ge) 問題是鋼鐵材料的普遍難題。”

  “特別是在航空航天、汽車、深潛等領域,用於(yu) 承重的超高強鋼‘強度’往往需要比普通鋼鐵高出幾倍,這時鋼鐵的‘塑性’就會(hui) 出現斷崖式下降。”研究團隊袁國教授表示,發生這一現象的根本原因在於(yu) ,隨著鋼鐵的不斷延展變形,材料內(nei) 部的微觀組織結構發生改變,容易產(chan) 生加工硬化不足或局部應力集中,導致鋼鐵發生斷裂。

  因此,破解超高強鋼鐵材料強塑性矛盾難題成為(wei) 國內(nei) 外學者研究的熱點問題。現有的大部分生產(chan) 工藝,通常采用傳(chuan) 統的微觀結構調控方式,需要添加鎳、鉬等貴重金屬輔助或增加工藝流程來提高性能,不但成本較高不便於(yu) 大規模工業(ye) 應用,而且塑性提升仍然非常有限。東(dong) 北大學研究團隊創新提出了一種使“強度”和“塑性”同時提升的新機製,成功製備出係列低成本“碳錳合金係”新型超高強鋼,打破了超高強鋼對複雜製備工藝和昂貴合金成分的依賴,對推動低成本、大尺寸超高強塑性鋼鐵材料的製備和應用具有重大現實意義(yi) 。

  中國工程院院士王國棟表示,該組織結構設計新思路不僅(jin) 適用於(yu) 鍛造,還適用於(yu) 軋製等加工方法,可進行軸類、棒材、板材等生產(chan) 製造,有望應用於(yu) 大型工程機械裝備、深海及國防安全等多個(ge) 領域。接下來研究團隊將圍繞該類別超高強鋼的工業(ye) 化應用開展進一步研究。

(責編:常邦麗)

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