Ilustração esquemática de um PB, um GB, e um CB. (A) PB, uma fronteira entre dois grãos de diferentes tipos de rede. (B) GB, uma fronteira entre dois grãos do mesmo tipo de rede, mas com orientações cristalográficas diferentes. (C) CB, definido por uma descontinuidade acentuada de pelo menos uma concentração elementar dentro de uma região contínua de rede, por exemplo., um gradiente químico muito nítido. Observe que nossos CBs não envolvem nenhuma mudança na estrutura do cristal ou na orientação da rede. As diferentes cores representam átomos de diferentes tipos de elementos. Crédito: Avanços da Ciência (2020). DOI:10.1126 / sciadv.aay1430
Uma equipe de pesquisadores da China, Alemanha, O Japão e a Holanda encontraram uma maneira de usar a engenharia química de limites para criar um aço forte e flexível sem a necessidade de alto teor de carbono. Em seu artigo publicado na revista Avanços da Ciência , o grupo descreve sua técnica e como funcionou bem quando testada.
Os pesquisadores observam que seu trabalho foi baseado na necessidade de aços mais leves de alta resistência para uso em transporte e outros projetos de infraestrutura. Eles ainda observam que a maioria dos aços de alta resistência, particularmente aquele com resistência à tração final, requer um alto nível de carbono ou outros elementos caros. Neste novo esforço, os pesquisadores demonstraram que a engenharia química de contorno pode ser usada para fazer aço de alta resistência sem a necessidade de adicionar carbono ou outros elementos.
A engenharia química de fronteira é uma técnica pela qual pequenos defeitos na microestrutura de um material, como aço, levam à criação de gradientes químicos agudos. Quando usado com aço, o resultado são grãos alternados de martensita e austenita, o que torna o aço mais leve do que seria de outra forma. Pesquisas anteriores mostraram que a criação de pequenos defeitos no aço poderia ser usada para produzir um aço resistente mais barato, mas isso tendia a resultar em danos quando era exposto a tensão ou calor.
Para contornar problemas anteriores com o uso de engenharia química de fronteira, os pesquisadores usaram uma técnica que gerou limites químicos entre os domínios dos grãos de austenita que se alternaram com pequenas quantidades de manganês. O processo envolvia laminação a frio de aço com baixo teor de carbono e, em seguida, submetê-lo a um tratamento de reversão de austenita padrão por duas horas. O aço foi então aquecido até uma região de austenita monofásica e resfriado à temperatura ambiente. Durante a fase de resfriamento, o metal se acomodou em diferentes fases até atingir seu estado final. A equipe testou sua técnica criando amostras usando engenharia química de fronteira e outras usando a técnica padrão. Eles descobriram que sua nova técnica resultou em um aço mais resistente sem nenhuma perda de flexibilidade em comparação com o método padrão. Eles também descobriram que os testes mostraram que o aço criado com a nova técnica tinha um nível de resistência acima de 2,0 GPa.
© 2020 Science X Network
