日前，韓國浦項(xiàng)科技大學(xué) Hansoo Kim博士通過巧妙地在納米層級(jí)上控制鋼的結(jié)構(gòu)，制備出了一種與鈦合金同樣高強(qiáng)度，但更輕，而且價(jià)格僅是前者的十分之一的鐵合金。該成果發(fā)布在近期Nature的一篇文章中。

　　因其綜合性能高，價(jià)格低廉，從第一次工業(yè)革命以來，鋼鐵占據(jù)工業(yè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料寶座已經(jīng)幾百年了。但是，在航空航、汽車等行業(yè)流行的輕量化進(jìn)程中，鋼鐵因其密度較高的致命缺陷，地盤逐步地為鈦合金等輕合金所蠶食。
 

　　但是，鋼鐵的價(jià)格優(yōu)勢仍然非常明顯，（鈦合金每磅3美元，而鋼只有30美分）。所以，面對(duì)新的形勢要求，鋼要想守住自己的地盤，需要讓自己輕起來。

　　要解決這個(gè)問題，材料科學(xué)家們首先想到的就是加入輕元素。鋁是一種輕元素，性質(zhì)與鐵類似，低價(jià)且儲(chǔ)量豐富，也就首先進(jìn)入了材料科學(xué)家的視線。可惜的是，鐵、鋁、碳的合金太脆而無法使用。即使加入錳元素有助于緩解這個(gè)問題，但仍然不能讓鋁鋼可以應(yīng)用于汽車。現(xiàn)在，Kim博士領(lǐng)導(dǎo)的小組，發(fā)現(xiàn)加入第五元素--鎳，可以解決這個(gè)問題。

　　從化學(xué)家的角度來說，合金是一種混合材料而非真正的化合物。但金屬有時(shí)會(huì)反應(yīng)形成化合物，其中廣為人知的是B2型金屬間化合物（兩種不同金屬元素相同比例組成的化合物）。在退火時(shí)，鋼的晶粒之間，鎳與部分鋁反應(yīng)形成幾個(gè)納米范圍的B2晶體。
 

　　B2 晶體抵御剪切應(yīng)力，可以阻止微小的裂紋擴(kuò)散到整個(gè)材料，從而達(dá)到強(qiáng)化的目的。再加上鋁帶來的輕質(zhì)，新材料就成為一種比較理想的新型輕合金。

　　當(dāng)然，這種新材料的工業(yè)生產(chǎn)還存在很多問題，但全球最大的鋼企浦項(xiàng)制鐵對(duì)Kim 博士的成果表現(xiàn)了極大的興趣，并計(jì)劃在今年展開試驗(yàn)并產(chǎn)業(yè)化。如果這一切成為現(xiàn)實(shí)，不但鋼鐵在汽車上的地盤不再被蠶食，說不定將來還會(huì)在天空中再次看到鋼制飛機(jī)。

責(zé)任編輯：李玲珊

《中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)電子期刊》征訂啟事
投稿聯(lián)系：編輯部
電話：010-82387968
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護(hù)網(wǎng)官方 QQ群：140808414