New strong super steel is fracture-resistant / Il nuovo super acciaio super resistente alle fratture
New strong super steel is fracture-resistant / Il nuovo super acciaio super resistente alle fratture
A high strength ductile steel that is also fracture resistant has been developed by researchers from the University of Hong Kong and U.S. Lawrence Berkeley National Laboratory.
A deformed and partitioned method of manufacture was applied to realize improvements in steel properties. The material features a yield strength resistance against deformation of around 2 gigapascals (GPa), a fracture toughness of 102 megapascal (MPa) / half-meter and a uniform elongation of 19%. In comparison, the high
strength steel in bridge cables has a yield strength lower than 1.7 GPa and a fracture toughness lower than 65 MPa/half-meter.
The enhanced strength is achieved by activating delamination toughening coupled with transformation induced plasticity. Fracture resistance improvement is due to the formation of multiple micro-cracks are below the main fracture surface through the multi-delamination toughening mechanism. These micro-cracks can effectively absorb energy from externally applied forces, resulting in the steel’s higher toughness resistance compared to existing steels.
Another benefit is the lower cost of raw materials required for steel fabrication. Costs are about 20% of those incurred for manufacturing the grade 300 steel, which has a yield strength of 1.8 GPa and fracture initiation toughness of 70 MPa/half-meter, used in aerospace applications.
The researchers said the steel can be produced with conventional rolling and annealing processes and are currently collaborating with industrial partners to design prototypes of high-strength bridge cable, bulletproof vests and an automotive spring.
ITALIANO
Un acciaio duttile ad alta resistenza che è anche resistente alle fratture è stato sviluppato da ricercatori dell'Università di Hong Kong e del laboratorio nazionale statunitense Lawrence Berkeley.
È stato applicato un metodo di produzione deformato e partizionato per realizzare miglioramenti nelle proprietà dell'acciaio. Il materiale presenta una resistenza allo snervamento contro la deformazione di circa 2 gigapascal (GPa), una resistenza alla frattura di 102 megapascal (MPa) / mezzo metro e un allungamento uniforme del 19%. In confronto, l'alta resistenza dell'acciaio nei cavi ponte ha una resistenza allo snervamento inferiore a 1,7 GPa e una resistenza alla frattura inferiore a 65 MPa / mezzo metro.
La maggiore resistenza si ottiene attivando la tempra di delaminazione unita alla plasticità indotta dalla trasformazione. Il miglioramento della resistenza alla frattura è dovuto alla formazione di più micro-fessurazioni sotto la superficie della frattura principale attraverso il meccanismo di tempra multi-delaminazione. Queste micro-fessurazioni possono assorbire efficacemente l'energia dalle forze applicate esternamente, con conseguente maggiore resistenza alla tenacità dell'acciaio rispetto agli acciai esistenti.
Un altro vantaggio è il minor costo delle materie prime necessarie per la fabbricazione dell'acciaio. I costi sono circa il 20% di quelli sostenuti per la produzione dell'acciaio di grado 300, che ha una resistenza allo snervamento di 1,8 GPa e una resistenza all'avvio da frattura di 70 MPa / mezzo metro, utilizzati nelle applicazioni aerospaziali.
I ricercatori hanno affermato che l'acciaio può essere prodotto con i processi convenzionali di laminazione e ricottura e attualmente stanno collaborando con partner industriali per progettare prototipi di cavi per ponti ad alta resistenza, giubbotti antiproiettile e una molla automobilistica.
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