دسته جدیدی از فولادهای ضدزنگ سبک با استحکام بسیار بالا و داکتیلیته بالا
A new class of lightweight, stainless steels with ultra-high strength and large ductility
فولاد یکی از اصلی ترین مواد جمواع صنعتی است که سالا بیش از 1.8 میلیارد تن تولید می شود. با این وجود، ساختارهایی که از فولاد ساخته می شوند به دلیل خوردگی یا آلیاژزدایی، سالانه به میزان 2.5 میلیارد دلار، با تخریب مواجه می شوند. پیدا کردن یک راه حال مناسب علاوه بر جلوگیری از بروز این ضررهای مالی هنگفت، می تواند به پایایی صنعت نیز کمک کند. در مقاله ای که در مجله Scientific Reports منتشر شده است، محققین تلاش کرده اند تا خواص فولادهای ضدزنگ (استنلس استیل) را بهبود دهند و به این منظور نسل جدیدی از این نوع فولادها را پیشنهاد داده اند. این مقاله فوق العاده بر فولادهای ضدزنگ با چگالی پایین تمرکز کرده است که دارای استحکام بسیار بالا (بیشتر از 1 گیگاپاسکال) و داکتیلیته خوبی (بیش از 35%) هستند. این آلیاژها مبتنی بر ترکیب شیمیایی Fe–(20–30)Mn–(11.5–12.0)Al–1.5C–5Cr (wt%) ساخته شده اند و از طریق توزیع کاربید-κ نوع Fe3AlC استحکام آن ها بهبود یافته است. آلیاژسازی با استفاده از عنصر کروم، بدون این که استحکام را کاهش دهد، موجب بهبود داکتیلیته می گردد؛ مکانیزم این عمل، از طریق جلوگیری از رسوب گذاری کاربید-κ انجام می شود و در نتیجه زمینه آستنیتی را پایدار می کند. تشکیل یک لایه اکسیدی غنی از آلومینیوم بر روی سطح موجب می شود که این آلیاژها مقاومت چشمگیری نسبت به خوردگی حفره ای (pitting) داشته باشند که مشابه فولادهای ضدزنگ فریتی است. این دسته جدید از آلیاژها می تواند جایگزین آلیاژهای ضدزنگ تجاری گردد چرا که در سطح شکل پذیری یکسان، دارای استحکام بسیار بالاتری هستند، 17% چگالی پایین تری دارند و اثرات زیست محیطی آن ها نیز کم تر است. در نتیجه این نوع فولاد می تواند نیاز به قطعات فولادی استحکام بالا، مقاوم به خوردگی و سبک پاسخ دهند.
