Las aplicaciones automotrices, aeroespaciales y de defensa requieren materiales metálicos con resistencia ultra alta. Sin embargo, en algunas aplicaciones estructurales particulares de alta carga, los materiales metálicos también deben tener una gran ductilidad y alta tenacidad para facilitar la formación precisa de componentes estructurales y evitarfalla catastrófica de los componentes durante el servicio. Desafortunadamente, el aumento de la resistencia a menudo conduce a una disminución de la ductilidad, lo que se conoce como compensación entre la ductilidad y la resistencia. Por ejemplo, la cerámica y los materiales amorfos tienen una ductilidad insignificante, aunque tienen una gran dureza y una gran dureza.alta resistencia. A la vez, aumentar tanto la resistencia como la ductilidad de los materiales metálicos utilizando rutas de procesamiento industrial convencionales es de gran importancia científica y tecnológica, y aún es un gran desafío tanto para la comunidad de ciencia de materiales como para los sectores industriales.
Un equipo de ingeniería mecánica de Hong Kong-Beijing-Taiwán dirigido por el Dr. Huang Mingxin de la Universidad de Hong Kong HKU ha desarrollado recientemente un Super Steel también llamado D&P Steel, ya que adoptó una nueva estrategia deformada y dividida D&Pque abordó el equilibrio entre la resistencia y la ductilidad. Su costo de material es solo una quinta parte del del acero utilizado en las aplicaciones aeroespaciales y de defensa actuales. Este avance de la investigación se publicó recientemente en la revista académica ciencia .
El acero ha sido el metal más utilizado en la historia de la humanidad y puede producirse con mucha más eficiencia que cualquier otro material metálico. Se ha buscado un acero fuerte y dúctil desde el comienzo de la Edad del Hierro. Es muy difícil seguir adelanteMejora la ductilidad de los materiales metálicos cuando su límite elástico supera los 2 Gigapascales GPa. Un acero revolucionario, el Super Steel, desarrollado por un equipo HK-Beijing-Taiwan liderado por HKU, logra una alta ductilidad.el límite elástico de 2 GPa.
Además de la mejora sustancial de las propiedades de tracción, este innovador acero ha alcanzado un límite elástico sin precedentes de 2,2 GPa y un alargamiento uniforme del 16%. Además, este innovador acero tiene dos ventajas :
El costo de las materias primas del acero D&P es solo el 20% del acero de maraging utilizado en aplicaciones aeroespaciales y de defensa. La composición química de este acero innovador pertenece al sistema de acero de manganeso medio Mn, que contiene 10% de manganeso, 0.47% de carbono, 2% de aluminio, 0.7% de vanadio porcentaje de masa, y el resto es hierro. No se han usado exhaustivamente elementos de aleación caros, sino solo algunas composiciones de aleación comunes que se pueden ver ampliamente en los aceros comercializados.
La segunda ventaja es que este innovador acero puede desarrollarse utilizando rutas de procesamiento industrial convencionales, que incluyen laminado en caliente, laminado en frío y recocido. Esto es diferente del desarrollo de otros materiales metálicos donde los procesos de fabricación involucran rutas complejas y equipos especiales, queson difíciles de escalar, por lo tanto, se espera que el acero innovador presente tenga un gran potencial para la producción industrial en masa.
En comparación con los aceros automotrices ampliamente utilizados, así como con el acero utilizado en el sector aeroespacial y de defensa acero de maraging, el acero D&P demostró una resistencia a la fluencia mucho más alta pero mantuvo una ductilidad mucho mejor alargamiento uniforme. El acero D&P también superó alacero nanotwinned NT que también fue desarrollado por el mismo equipo de investigación de HKU dirigido por el Dr. Huang Mingxin en 2015. Además, el acero D&P desarrollado demostró la mejor combinación de límite elástico y alargamiento uniforme entre todos los materiales metálicos de alta resistencia existentes.en particular, el alargamiento uniforme del acero D&P desarrollado es mucho mayor que el de los materiales metálicos con un límite elástico superior a 2.0 GPa.
El desarrollo de este innovador acero es un ejemplo exitoso de colaboración de jóvenes científicos de Hong Kong, Beijing y Taiwán. Esta colaboración está dirigida por el grupo del Dr. Huang Mingxin del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong HKU.El grupo del Dr. Huang Mingxin se ha dedicado a estudiar el mecanismo de deformación de los materiales metálicos de resistencia ultra alta. En esta investigación, el grupo del Dr. Huang propuso en primer lugar un nuevo mecanismo de deformación que la alta densidad de dislocación puede mejorar tanto la resistencia como la ductilidad al mismo tiempo.que una creencia general en los libros de texto es que el aumento de la densidad de dislocación elevará la resistencia pero deteriorará indeseablemente la ductilidad. El grupo del Dr. Luo Haiwen de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Beijing está especializado en el procesamiento de acero y ha introducido con éxito una alta densidad de dislocación móvil en este acero innovador.El grupo del Dr. Yen Hung-wei del apoyo de la Universidad Nacional de TaiwánEd este nuevo mecanismo de deformación realizando la caracterización avanzada de microestructura.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por La Universidad de Hong Kong . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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