Попри те, що ціни на нафту падають, економія палива й надалі залишається актуальним питанням для виробників автомобілів. Один з шляхів її вирішення – створити автомобіль з легших матеріалів. Відомо, що зменшення ваги машини на 1/10 економить 6-8% пального. Сталь, однак, досі залишається основним матеріалом для автопромисловості. Інші матеріали або надто дорогі, або важче піддаються обробці. Отже, питання одержання легшої, але такої ж міцної та еластичної сталі, є надзвичайно актуальним.
Спосіб отримання саме такої сталі описала команда вчених-матеріалознавців з Пхоханського університету науки і технологій (Південна Корея) на чолі з Сан Хен Кімом. Вчені повідомляють, що її мікроструктура за гнучкістю та міцністю перевершує навіть сплави на основі титану.
Наукове дослідження сталі розпочалось ще у 1863 р., коли англійський вчений Генрі Кліфтон Сорбі уперше почав вивчати під мікроскопом сталь, вироблену на сталеварних комбінатах у Шеффілді (Англія). Відтоді людство накопичило чимало знань про фізичні властивості сталі. Відомо, зокрема, що при нагріванні до певної температури її атоми самоорганізуються у спеціальну структуру, що називається аустеніт. Ця структура надає сталі гнучності, що дозволяє надавати їй потрібну форму. Комбінуючи домішки до сплаву сталі, можна знизити температуру, за якої утворюється та існує в стабільному стані аустеніт, на сотні градусів.
Інша важлива молекулярна структура у кубічній гратці сталі називається B2. Це – крихка й дуже міцна кубічна формація, яка формується в залізі та домішках алюмінію.
Сан Хен Кім та його колеги створили сталь, яка поєднала корисні властивості аустеніту та B2 – еластичність та твердість. Комбінуючи пропорції заліза з вуглецем – основних компонентів сталі, – а також домішки алюмінію та марганцю, матеріалознаці ствоили спосіб, що спонукає вкраплення B2 формуватися у сталі рівномірно. Таким чином, тверді гратки B2 підтримують гнучку матрицю аустеніту, що надає сталі як гнучкість, так і міць.
Науковці вже співпрацюють з південнокорейською компанією POSCO – одним з найбільших у світі виробників сталі – щодо промислового використання одержаних ними результатів. У більшості розвинених країн виробництво сталі останніми десятиліттями сильно зменшилось. Проте це не стосується Південної Кореї, яка має потужну автомобільну промисловість, й де виробництво власної сталі зросло майже на 50% з 2005 р.
Blended structure makes steel light yet sturdy
Джерело: Nature, 04/02/2015
Зреферував Євген Ланюк
07.02.2015