استفاده از فولاد سبکتر و با استحکام بالاتر در ساخت خودروها

محققان مسیر پردازش جدیدی را توسعه داده‌اند که به آلیاژهای مبتنی بر فولاد با چگالی کم اجازه می‌دهد تا با حداکثر استحکام تولید شوند، در حالی که بادوام و انعطاف‌پذیر باقی می‌مانند – چیزی که تا کنون تا حد زیادی غیرممکن بوده است.

خودروهایی که از مواد قوی‌تر و سبک‌تر ساخته شده‌اند برای رانندگان ایمن‌تر هستند، CO2 کمتری منتشر می‌کنند و سوخت کمتری مصرف می‌کنند و فولادهای شکل‌پذیر بیشتر به سازندگان اجازه می‌دهد تا قطعات خودرو را به شکل ساده‌تری درآورند.

آلیاژهای با استحکام و شکل پذیری بالاتر می توانند برخی از این نگرانی ها را با کاهش وزن و بهبود بهره وری انرژی کاهش دهند. علیرضا رهنما، محقق ایرانی گروه تولیدی وارویک در دانشگاه وارویک می‌گوید: فولادهای سبک یکی از کاندیداها برای رفع این نگرانی‌ها هستند.

رهنما و همکارانش دو فولاد سبک وزن Fe-15Mn-10Al-0.8C-5Ni و Fe-15Mn-10Al-0.8C را برای پتانسیل آنها برای دستیابی به حداکثر استحکام و شکل پذیری آزمایش کردند.

در طول تولید، دو فاز شکننده می‌تواند در این فولادها رخ دهد: کاپا کاربید (ک-کاربید) و B2 بین فلزی – که فولادها را سخت می‌کند اما شکل‌پذیری آنها را محدود می‌کند، بنابراین نورد شدن آنها دشوار است.

از طریق شبیه‌سازی و سپس آزمایش، محققان دریافتند که در دماهای بازپخت بالا، این فازهای شکننده می‌توانند بسیار قابل کنترل‌تر شوند و به فولادها اجازه دهند شکل‌پذیری خود را حفظ کنند.

بین 900 درجه سانتیگراد تا 1200 درجه سانتیگراد، فاز k-carbide را می توان از تولید حذف کرد و فاز شکننده بین فلزی B2 را می توان کنترل کرد، برخلاف محصول درشت تر که در دماهای پایین تر تشکیل می شود.

فرآیندهای فعلی برای تقویت فولادهای سبک وزن آنها را کمتر انعطاف پذیر می کند – و بنابراین کمتر قابل فروش هستند – اما تحقیقات جدید می تواند این مشکل را به حل کند.