Molta forza, gli acciai leggeri possono finalmente essere lavorati su scala industriale, grazie a una svolta nel controllo delle fasi fragili indesiderate dalla produzione, di WMG, Università di Warwick.
Il dott. Alireza Rahnama ha sviluppato un nuovo percorso di lavorazione che consente di produrre leghe a base di acciaio a bassa densità con la massima resistenza, pur rimanendo durevole e flessibile, cosa che è stata in gran parte impossibile fino ad ora.
Sono stati testati due acciai leggeri:Fe -15 mn -10 Al -0.8 C -5Ni e Fe -15 mn -10 Al -0.8 C – per il loro potenziale di raggiungere la massima resistenza e duttilità.
Durante la produzione, in questi acciai possono verificarsi due fasi fragili:kappa-carbide (k-carbide) e B2 intermetallico – che rendono gli acciai duri ma ne limitano la duttilità, quindi sono difficili da rotolare.
Attraverso la simulazione e poi la sperimentazione, i ricercatori del WMG hanno scoperto che a determinate temperature di ricottura elevate, queste fasi fragili possono diventare molto più controllabili, permettendo agli acciai di mantenere la loro duttilità.
Tra 900°C e 1200°C, la fase k-carburo può essere rimossa dalla produzione, e la fase fragile intermetallica B2 può diventare gestibile - formando in un disco simile, morfologia di dimensioni nanometriche, al contrario di un prodotto più grossolano che si forma a temperature più basse.
Gli attuali processi di rafforzamento degli acciai leggeri li rendono meno flessibili - e quindi meno commerciabili - ma grazie alla ricerca del dottor Rahnama, questo è destinato a essere un problema del passato.
La svolta potrebbe portare a una rivoluzione nella sicurezza, più verde, auto più efficienti dal punto di vista dei consumi.
I veicoli realizzati con materiali più resistenti e leggeri sono più sicuri per i conducenti, emettono meno CO2 e consumano meno carburante e acciai più malleabili consentiranno ai produttori di trasformare parti di automobili in desiderabili, forme snelle.
Il dottor Rahnama commenta:
"Le leghe con maggiore resistenza e duttilità potrebbero alleviare alcuni di questi problemi riducendo il peso e migliorando l'efficienza energetica. Gli acciai leggeri sono uno dei candidati per affrontare questi problemi.
"La maggior parte dei meccanismi metallurgici per aumentare la resistenza porta alla perdita di duttilità, un effetto denominato trade-off forza-duttilità. Questo articolo studia la cinetica e la termodinamica dell'evoluzione microstrutturale degli acciai leggeri attraverso simulazioni ed esperimenti e propone un meccanismo per ottenere una maggiore resistenza e una maggiore duttilità; un metodo che può essere facilmente adottato dall'industria."
La ricerca, "Effetto della lega di Ni sull'evoluzione microstrutturale e sulle proprietà meccaniche di due acciai leggeri duplex durante diverse temperature di ricottura:esperimento e simulazione del campo di fase", è pubblicato in Acta Materialia .
