به گزارش صدای شهر پژوهشگران دانشکده مهندسی متالورژی و مواد دانشگاه تهران با همکاری گروهی از دانشمندان بین‌المللی موفق به توسعه روشی نوین برای مهندسی ریزساختار فولاد زنگ‌نزن سوپراستنیتی AISI ۹۰۴L شدند که منجر به بهبود چشمگیر خواص مکانیکی این آلیاژ پیشرفته شده است.
به گزارش دانشگاه تهران، این دستاورد در قالب رساله دکتری محمدجواد سهرابی با راهنمایی حامد میرزاده سلطان‌پور، عضو هیئت‌علمی دانشکدگان فنی و مشاوره رضا محمودی و جمعی از محققان از کشور‌های اتریش، لهستان، کره‌جنوبی، فنلاند و سوئیس به ثمر رسیده است.
دستیابی به ساختار نانوبلوری با استحکام بالا
میرزاده، سرپرست این پروژه تحقیقاتی اعلام کرد: در این پژوهش آلیاژ AISI ۹۰۴L با استفاده از فرآیند تغییر شکل پلاستیک شدید به روش High-Pressure Torsion (HPT) به ساختاری نانوبلوری با اندازه دانه میانگین حدود ۴۸ نانومتر تبدیل شد. این ساختار منجر به افزایش قابل‌توجه استحکام کششی تا حدود ۲.۲ گیگاپاسکال شد.
او افزود: هرچند این استحکام بالا با کاهش محسوس شکل‌پذیری همراه بود، اما با اجرای فرآیند آنیل تدریجی تا دمای ۷۹۰ درجه سانتی‌گراد رشد کنترل‌شده دانه‌ها تا ابعاد فوق‌ریز (حدود ۲۲۰ نانومتر) و کنترل تشکیل فاز بین‌فلزی سیگما حاصل شد. در نتیجه آلیاژ به تعادلی کم‌نظیر میان استحکام (۱.۵ گیگاپاسکال) و شکل‌پذیری (۲۴ درصد ازدیاد طول) دست یافت.
عملکرد استثنایی در دما‌های بسیار پایین
یکی دیگر از محور‌های مهم این پژوهش بررسی رفتار مکانیکی این آلیاژ در دما‌های بسیار پایین (کرایوژنیک) بود. به گفته میرزاده برخلاف فولادهای زنگ‌نزن متداول نظیر AISI ۳۰۴L و ۳۱۶L که در دما‌های پایین دچار افت شکل‌پذیری می‌شوند، آلیاژ AISI ۹۰۴L در این شرایط از هم‌افزایی استثنایی میان استحکام و شکل‌پذیری برخوردار شد.
وی با اشاره به مکانیزم‌های تقویت‌شده در این شرایط توضیح داد: اثر سخت‌شوندگی ناشی از دوقلویی شدن (Twinning-Induced Plasticity – TWIP) و محلول جامد نقش کلیدی در پایداری خواص مکانیکی آلیاژ ایفا می‌کند. این ویژگی‌ها AISI ۹۰۴L را به گزینه‌ای ایده‌آل برای کاربرد‌های دمای پایین تبدیل می‌کند.
همکاری‌های بین‌المللی و دستاورد‌های بنیادی
این پروژه با همکاری استادان برجسته‌ای از جمله راینارد پیپان از آکادمی علوم اتریش – از پیشگامان جهانی در توسعه روش HPT – و هیونگ‌سوپ کیم از دانشگاه POSTECH کره‌جنوبی به انجام رسیده و در چهارچوب یک پروژه بین‌المللی علمی پیش رفته است.
چشم‌انداز کاربردی در طراحی نسل جدید فولاد‌ها
نتایج این پژوهش علاوه بر پیشرفت در توسعه مواد با خواص مکانیکی مطلوب موجب افزایش درک علمی از تأثیر ریزساختار و فاز‌های ثانویه در رفتار فولادهای سوپراستنیتی شده است. این یافته‌ها می‌توانند در طراحی نسل جدیدی از فولادهای مقاوم، انعطاف‌پذیر و کاربردی در صنایع حساس مانند انرژی، حمل‌ونقل و هوافضا مورد استفاده قرار گیرند.
یافته‌های این پروژه در قالب چندین مقاله در مجلات معتبر بین‌المللی منتشر شده و گامی ارزشمند در راستای ارتقای موقعیت علمی ایران در حوزه علم مواد به شمار می‌رود.
انتهای پیام/
Source link
