Processing innovation opens up new pathway for specialist steel / L'innovazione di trasformazione apre un nuovo percorso per l'acciaio specializzato
Processing innovation opens up new pathway for specialist steel / L'innovazione di trasformazione apre un nuovo percorso per l'acciaio specializzato
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa
A method for making low-weight, high-strength steel more
manufacturable could have important implications for the automotive
sector
Car manufacturers, trying to reduce the weight of vehicles, are interested in low-weight, high-strength grades of steel. But some of these metals have properties which make them difficult to manufacture and process in large quantities. Material scientists at the University of Warwick have now found a way to control the properties of these materials so they can be rolled and formed like conventional steel.
The problem up to now has been that strong, lightweight steel alloy grades tend to have brittle phases that make them hard, but stiff and unworkable. Two of these phases, according to the team led by Alireza Rahnama of Warwick Manufacturing group, are known as kappa-carbide and B-2 intermetallic, which occur in the steel grades Fe-15Mn-10Al-0.8C-5Ni and Fe-15Mn-10Al-0.8C, otherwise seen as having good strength and ductility properties.
In the journal Acta Materalia, Rahnama and colleagues describe how they found that raising the temperature at which metal is annealed (heated and then cooled slowly) changes the properties of these grades so that the brittle phases are less troublesome. At annealing temperatures between 900°C and 1200°C, the kappa-carbide phase can be removed altogether and the B-2 intermetallic forms as nano-scale discs that do not stiffen the bulk material.
This discovery, funded by the High Value Manufacturing Catapult, should make it possible to make malleable sheets of lightweight but strong steel that can be formed into streamlined components for vehicle bodies.
“Most metallurgical mechanisms for increasing strength lead to ductility loss, an effect referred to as the strength-ductility trade-off,” Rahnama said. “This paper studies the kinetics and thermodynamics of microstructural evolution of lightweight steels through simulations and experiments and proposes a mechanism to achieve higher strength and larger ductility; a method that can be readily adopted by industry.”
ITALIANO
Un metodo per produrre acciaio a più basso peso e più resistente potrebbe avere implicazioni importanti per il settore automobilistico
I produttori di automobili, cercando di ridurre il peso dei veicoli, sono interessati a tipi di acciaio a basso peso e ad alta resistenza. Ma alcuni di questi metalli hanno proprietà che li rendono difficili da produrre e lavorare in grandi quantità. Gli scienziati del materiale presso l'Università di Warwick hanno ora trovato un modo per controllare le proprietà di questi materiali in modo che possano essere laminati e formati come l'acciaio convenzionale.
Il problema finora è stato che i titoli di lega di acciaio forti e leggeri tendono ad avere fasi fragili che li rendono duri, ma rigidi e inoperabili. Due di queste fasi, secondo il gruppo guidato da Alireza Rahnama del gruppo Warwick Manufacturing, sono conosciute come kappa-carburo e B-2 intermetallico, che si verificano nei tipi di acciaio Fe-15Mn-10Al-0.8C-5Ni e Fe-15Mn -10Al-0.8C, visti come aventi una buona resistenza e duttilità.
Nella rivista Acta Materalia, Rahnama e colleghi descrivono come hanno scoperto che aumentare la temperatura in cui il metallo viene annealed (riscaldato e poi raffreddato lentamente) modifica le proprietà di questi gradi in modo che le fasi fragili siano meno fastidiose. A temperature di ricotturazione tra 900 ° C e 1200 ° C, la fase di kappa-carburo può essere rimossa completamente e le forme intermetalliche B-2 formano dischi a livello di nano scala che non irrigidiscono il materiale sfuso.
Questa scoperta, finanziata dalla fondazione di produzione di alto valore, dovrebbe rendere possibile la realizzazione di fogli malleabili di acciaio leggero ma forte, che possono essere formati in componenti semplificati per i corpi del veicolo.
"La maggior parte dei meccanismi metallurgici per aumentare la resistenza conduce alla perdita di duttilità, un effetto che si riferisce al trade-off di forza-duttilità", ha detto Rahnama. "Questo studio studia la cinetica e la termodinamica dell'evoluzione microstrutturale degli acciai leggeri attraverso simulazioni e esperimenti e propone un meccanismo per ottenere una maggiore resistenza e una duttilità maggiore; un metodo che può essere facilmente adottato dall'industria ".
Da:
https://www.theengineer.co.uk/processing-innovation-opens-up-new-pathway-for-specialist-steel/?cmpid=tenews_3567939
Car manufacturers, trying to reduce the weight of vehicles, are interested in low-weight, high-strength grades of steel. But some of these metals have properties which make them difficult to manufacture and process in large quantities. Material scientists at the University of Warwick have now found a way to control the properties of these materials so they can be rolled and formed like conventional steel.
The problem up to now has been that strong, lightweight steel alloy grades tend to have brittle phases that make them hard, but stiff and unworkable. Two of these phases, according to the team led by Alireza Rahnama of Warwick Manufacturing group, are known as kappa-carbide and B-2 intermetallic, which occur in the steel grades Fe-15Mn-10Al-0.8C-5Ni and Fe-15Mn-10Al-0.8C, otherwise seen as having good strength and ductility properties.
In the journal Acta Materalia, Rahnama and colleagues describe how they found that raising the temperature at which metal is annealed (heated and then cooled slowly) changes the properties of these grades so that the brittle phases are less troublesome. At annealing temperatures between 900°C and 1200°C, the kappa-carbide phase can be removed altogether and the B-2 intermetallic forms as nano-scale discs that do not stiffen the bulk material.
This discovery, funded by the High Value Manufacturing Catapult, should make it possible to make malleable sheets of lightweight but strong steel that can be formed into streamlined components for vehicle bodies.
“Most metallurgical mechanisms for increasing strength lead to ductility loss, an effect referred to as the strength-ductility trade-off,” Rahnama said. “This paper studies the kinetics and thermodynamics of microstructural evolution of lightweight steels through simulations and experiments and proposes a mechanism to achieve higher strength and larger ductility; a method that can be readily adopted by industry.”
ITALIANO
Un metodo per produrre acciaio a più basso peso e più resistente potrebbe avere implicazioni importanti per il settore automobilistico
I produttori di automobili, cercando di ridurre il peso dei veicoli, sono interessati a tipi di acciaio a basso peso e ad alta resistenza. Ma alcuni di questi metalli hanno proprietà che li rendono difficili da produrre e lavorare in grandi quantità. Gli scienziati del materiale presso l'Università di Warwick hanno ora trovato un modo per controllare le proprietà di questi materiali in modo che possano essere laminati e formati come l'acciaio convenzionale.
Il problema finora è stato che i titoli di lega di acciaio forti e leggeri tendono ad avere fasi fragili che li rendono duri, ma rigidi e inoperabili. Due di queste fasi, secondo il gruppo guidato da Alireza Rahnama del gruppo Warwick Manufacturing, sono conosciute come kappa-carburo e B-2 intermetallico, che si verificano nei tipi di acciaio Fe-15Mn-10Al-0.8C-5Ni e Fe-15Mn -10Al-0.8C, visti come aventi una buona resistenza e duttilità.
Nella rivista Acta Materalia, Rahnama e colleghi descrivono come hanno scoperto che aumentare la temperatura in cui il metallo viene annealed (riscaldato e poi raffreddato lentamente) modifica le proprietà di questi gradi in modo che le fasi fragili siano meno fastidiose. A temperature di ricotturazione tra 900 ° C e 1200 ° C, la fase di kappa-carburo può essere rimossa completamente e le forme intermetalliche B-2 formano dischi a livello di nano scala che non irrigidiscono il materiale sfuso.
Questa scoperta, finanziata dalla fondazione di produzione di alto valore, dovrebbe rendere possibile la realizzazione di fogli malleabili di acciaio leggero ma forte, che possono essere formati in componenti semplificati per i corpi del veicolo.
"La maggior parte dei meccanismi metallurgici per aumentare la resistenza conduce alla perdita di duttilità, un effetto che si riferisce al trade-off di forza-duttilità", ha detto Rahnama. "Questo studio studia la cinetica e la termodinamica dell'evoluzione microstrutturale degli acciai leggeri attraverso simulazioni e esperimenti e propone un meccanismo per ottenere una maggiore resistenza e una duttilità maggiore; un metodo che può essere facilmente adottato dall'industria ".
Da:
https://www.theengineer.co.uk/processing-innovation-opens-up-new-pathway-for-specialist-steel/?cmpid=tenews_3567939
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