科学家发明了一种新合金,比钢轻,和钛一样坚固

铝、钢等合金代替钢
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从摩天大楼到钻床,铸铁仍然是世界各地工程材料的主要主力。它已经有近150年的历史了,我们感谢Henry Bessemer将它引入行业。一直以来,人们都在谈论合金最终可以取代铸铁成为主要的工程材料。最近,一组韩国研究人员提出了一种新的铝钢,可能会导致传统钢材被完全取代。这种新型钢合金与超级昂贵的钛合金一样坚固,而成本仅为总成本的一小部分。

他们认为,这是近年来工程材料领域最重要的突破之一,将减少飞机和汽车工业的设计和制造限制。但是,铝钢已经使用了一段时间,那么这种合金与它有什么不同呢?早在20世纪70年代,苏联科学家就提出了铝钢,当时他们将这种脆性材料添加到钢中,形成了一种轻质但坚固的合金。唯一的问题是它缺乏可塑性。它需要很大的力来影响材料,它不会弯曲材料,而是完全破坏它,使其不适合作为任何工业设备和工艺的核心。

铝、钢等合金取代钢

因此,韩国工程师进行了研究,发现铝合金中铝和铁原子的熔合形成了B2晶体的形状,从而形成了脆性的来源。这些B2晶体很轻很坚固,但是非常脆,使得整个材料也很脆。首席研究员韩洙·金(Hansoo Kim)解释了他们如何将合金中的B2晶体彼此隔离,从而使合金在力的作用下不会破裂。这听起来很简单,但金和他的团队花了几年时间才想出一个完美的工艺,包括热处理和薄轧制钢来阻止这些B2晶体的形成。少量的镍也产生了有利的结果,因为它只在高温下才迫使晶体形成。

但是,尽管这种新钢铁的设计不断完善,但如何大规模生产并使其在大气中生存仍存在疑问。大多数普通工业级钢都涂有硅酸盐层,以保护其免受腐蚀和其他环境因素的影响。这不能与新的铝钢,因为它往往与传统的保护反应。如果要将这种钢作为钢铁本身的替代品引入世界,就必须设计出一种新的方法。它比普通钢轻13%,和钛合金一样坚固,所以用它来为我们的工厂和汽车制造一个单元会很酷。这也意味着机器的生命周期更长,由于重量轻,效率也会提高。金坚持认为,这种材料不仅仅是一个奇迹,最终将在任何地方找到它的位置。所以,我们为这个祈祷。

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