Chi tiết tin - Sở Khoa học và Công nghệ

Tin tức - Sự kiện: Tin thế giới

Ngày đăng: 16-06-2023

Phương pháp xử lý mới giúp tăng độ cứng và tính đàn hồi cho thép

Độ cứng là khả năng chịu lực mà một vật liệu có thể chịu được trước khi bị biến dạng, trong khi tính đàn hồi là khả năng kéo giãn hoặc kéo dài thành các hình dạng khác nhau của một vật thể, đây là 2 thuộc tính đối lập với nhau của thép. Kim loại được tạo nên bằng cấu trúc hạt với kích thước khác nhau. Các hạt lớn có khả năng biến dạng cao để tăng khả năng đàn hồi, trong khi các hạt nhỏ hơn là để tăng độ cứng cho vật thể.

Mới đây, các kỹ sư từ Đại học Purdue và Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia (Mỹ) đã nghiên cứu ra một phương pháp mới có thể áp dụng cho các hợp kim thép, giúp tăng độ cứng và khả năng đàn hồi. Trong nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát triển một phương pháp xử lý thép bằng cách điều chỉnh những hạt vật liệu để cân bằng tốt hơn về độ cứng và độ dẻo dai. Nhóm nghiên cứu đã xử lý một hợp kim thép được gọi là T-91 để tạo ra một loại vật liệu mới, được đặt tên là Gradient T-91 (G-T91). Thí nghiệm đã tạo ra một lớp mỏng của các hạt kim loại siêu nhỏ (khoảng 200 micrômét), gồm các hạt nhỏ bên ngoài (ít hơn 100 nanomét) và các hạt lớn ở trung tâm (lớn hơn 100 lần các hạt nhỏ). Điều này làm cho G-T91 có sức chịu đựng đạt 700 MPa (cao hơn 36% so với T-91 chưa xử lý và có độ dẻo cao hơn 50%).

Theo nhóm nghiên cứu, điểm đặc biệt là bằng việc để những hạt lớn hơn ở trung tâm, khả năng đàn hồi của vật liệu được gia tăng một cách đáng kể, đồng thời các hạt nhỏ ở bên ngoài sẽ làm gia tăng độ cứng cáp. Để hiểu rõ hơn cách thức hoạt động, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính hiển vi điện tử để quét vật liệu trong tất cả các giai đoạn khác nhau khi chịu lực. Thông thường, các hạt siêu mỏng gần bề mặt có hướng thẳng đứng, nhưng khi bắt đầu chịu lực, chúng bắt đầu xoay và kéo dài theo chiều ngang, điều này giúp cho thép dễ dàng uốn hơn. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết, nhóm vẫn cần phải nghiên cứu thêm để xác định chính xác những hạt này, di chuyển như thế nào và tại sao lại như vậy. Từ những thành công bước đầu này có thể giúp tìm ra được những phương pháp tốt hơn để sắp xếp các hạt và để tạo ra các vật liệu với nhiều thuộc tính khác nhau.

https://vjst.vn/