فولاد نوبت جدیدی را می بیند: کیفیت عالی بدون بدبختی از قابلیت انعطاف پذیری

در ساخت فولاد ، دو ویژگی جذاب - کیفیت و انعطاف پذیری - تمایل به تضاد دارند: فولاد قوی تر قابل انعطاف پذیری کمتری است ، و فولاد قابل دوام تر به اندازه جامد نیست. مهندسان دانشگاه براون ، سه کالج چینی و آکادمی علوم چین اعلام کردند که وقتی اتاق های فولادی زخم می شوند ، کیفیت آن بدون تسلیم قابلیت اطمینان افزایش می یابد. قیمت میلگرد ذوب آهن به روز

قیمت میلگرد ذوب آهن به روز متخصصان دانشگاه براون و کالج های چین یک روش اساسی را کشف کرده اند که می تواند فولاد را بدون بهره وری از استحکام تقویت کند. این استراتژی جدید ، که در ارتباطات طبیعت به تصویر کشیده شده است ، می تواند فولادی را اداره کند که در ملزومات ساختاری مختلف عملکرد بهتری دارند.

کیفیت و دوام فولاد

هر دو خاصیت فوری ماده هستند ، به ویژه در موادی که از آنها به عنوان بخشی از مقررات ساختاری استفاده می شود. کیفیت معیار سنجش میزان انرژی برای ایجاد پیچش یا تحریف است. انعطاف پذیری معیاری است برای اندازه گیری یک ماده بدون شکستن. ماده ای که به کیفیت نیاز دارد ، تمایل به فرسودگی خواهد داشت و به تدریج در مورد اینکه آیا مورد بررسی قرار می گیرد ، روشن خواهد شد. ماده ای که به انعطاف پذیری نیاز دارد می تواند شکسته شود و موجب ناامیدی ناگهانی و فاجعه آمیز شود.

فولاد یکی از مواد خارق العاده ای است که هم جامد و هم پایدار است به همین دلیل در همه جا به عنوان یک ماده سازه یافت می شود. برابری با فولاد ، به این معناست که ممکن است ، متخصصان بطور مداوم در تلاشند تا پیشرفت چشمگیری را به وجود آورند. مسئله این است که تکنیک های قوی تر ساختن فولاد تمایل به ترک انعطاف پذیری و روش دیگر وجود دارد.

هوجیان گائو ، معلم طراحی در براون و خالق ارشد این تحقیق جدید ، گفت: "ما آن را تجارت انعطاف پذیری با کیفیت می نامیم." او و همفکرانش مسیری را در مورد آن مبادله کردند که در محفظه هایی ساخته شده با نوع خاصی از فولاد به نام فولاد تطبیق پذیری (TWIP) تحت تأثیر Twinning.

 فولاد TWIP 

ممکن است از طریق آنچه که تقویت کننده کار نامیده می شود ، قوی تر شود. استحکام کار روش تقویت فولاد با پیچاندن آن - خم کردن آن ، تراز کردن آن و یا زدن آن بر روی یک محصول است. در نقطه ای که فولاد TWIP تحریف شده است ، ساختارهای نانو به نام ساختارهای دوقلوهای سازگار در شبکه هسته ای آن قرار دارند. دوقلوهای ضد انعطاف پذیری قیمت میلگرد ذوب آهن به روز با ساختارهای کریستالی قابل تشخیص از دو طرف محدود است ، و یک تصویر آینه را بیش از حد قاب بندی می کنند. ساختارهای دوقلوی ساخته شده است که باعث می شود فولاد TWIP بسیار قوی تر و در عین حال با روش های مختلف برای استحکام استیل ، یک تجارت پایدار وجود دارد.

گائو و شرکای وی برای رهایی از این مبادله ، روند دیگری را - واقعاً - روند فرسایش ارائه دادند. درمقابل سوءاستفاده از فولاد با زدن آن یا خم کردن آن ، گائو و همفکرانش بشکه کمی از فولاد TWIP گرفتند و آنها را منحنی کردند. حرکت سیم پیچ باعث می شود تا اتم های موجود در قسمت های خارجی اتاق تا حدی بسیار وحشتناک تر از ذرات موجود در مرکز تحریف شود. فکر تا حدودی شبیه دوندگان در یک مسیر است. آنهایی که در مسیرهای بیرونی حرکت می کنند نسبت به دونده های داخل زمین پتو بیشتری دارند.

از آنجا که حرکت چرخشی ، فضای بیرونی را بیشتر از درون تحریف می کند ، ساختار دوقلوهای بدن سازی درست در سطح بشکه قرار دارد. این مرکز اساساً دست نخورده باقی مانده است.

نتیجه یک بشکه فولادی با بهترین های هر دو سیاره است - سطح محفظه می شود قوی تر و نفوذ ناپذیر از شکافت ، در حالی که در درون آن قابلیت انعطاف پذیری بی نظیر خود را دارد.

 گائو گفت: "اساساً ما مواد را در قسمت جامد نزدیک به سطح و قسمت نرم تر نزدیک به مرکز قرار دادیم." "این به ما اجازه می دهد تا دو برابر کیفیت را بدون رها کردن قابلیت اطمینان ، دو برابر کنیم."

 کار در آزمایشگاه با اتاقهای کوچک - به درخواست طول سانتی متر - به پایان رسید. از طرف دیگر ، هیچ چیز نشان نمی دهد که این روند نمی تواند به اتاقهای بزرگتر تقسیم شود.

در دراز مدت ، گائو و همدستانش اعتماد دارند که استراتژی آنها می تواند برای پیش نمایش فولادی باشد که یک نوع لوله را محکم می کند - به عنوان مثال محورها یا درایو شفت های اتومبیل. به طور خاص ، گائو فولاد پیچ ​​خورده را گزینه ای عالی برای محورهای قطارهای با سرعت بالا می داند.

 گائو گفت: "داشتن چنین کیفیت قطعه ای و کیفیت بالا و قابلیت انعطاف پذیری بسیار اساسی است." قیمت میلگرد ذوب آهن به روز "بنابراین اساسی در این نوع چارچوب برای تحت فشار قرار دادن این قابلیت انعطاف پذیری با کیفیت ، محدودیتی دارد که امکان پذیر است." 

 مربیان گائو روی کاغذ یوجی وی (خالق سرب و یک فرد فوق دکترا در Brown) ، Yongqiang Li ، Lianchun Zhu ، Yao Liu و Xianqi Lei از آزمایشگاه مکانیک غیرخطی ، انستیتو مکانیک ، آکادمی علوم چین بودند. باند وانگ از آزمایشگاه ریزساختارها ، دانشگاه شانگهای؛ Yanxin Wu و Zhenli Mi از دانشگاه علم و فناوری ، پکن؛ و جیابین لیو و هونگتائو وانگ از دانشگاه ژجیانگ.