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    チタンスーパースチールとは何ですか?

    チタンスーパースチールとは

    世界で最も支配的な鉄合金のXNUMXつは鋼です。 その優位性の理由は、その強さ、手頃な価格、および生産の容易さです。 時間の経過とともに鋼は他の鉄合金に取って代わりましたが、それはそこで止まりませんでした。 スチールは、新しい技術や必要性とともに進化し続けています。 科学者たちは、鋼をより良く、より軽く、より強くするための新しい概念と新しい方法を発見しています。 彼らは、航空宇宙産業で主に使用される金属であるチタンで鋼を合金化することにより、これらの品質の鋼を実現しようとしています。 このすべての努力の理由は、通常の鋼は重いためです。 航空機の建設には役に立たず、自動車の製造に長い間使用されてきましたが、大量の鋼は燃料効率に影響を与えます。 一方、アルミニウムやチタンなどの金属を大量に使用するとコストが高くなり、経済的に大量消費型製品を作ることができない、さまざまな軽量合金が利用可能です。

    数年前、材料科学者は 韓国の浦項科学技術大学 軽量で柔軟性があり、超強力なチタン鋼の新しいタイプを発明しました。 この新しい合金は、他の最も硬い強化チタン合金に匹敵する強度と重量の比を持ち、同時に、チタンの量が大幅に少ないため、そのコストは、最も硬い強化チタン合金のXNUMX/XNUMXに急落します。 この新しい合金は、航空宇宙、自動車、建設などのさまざまな産業で使用できます。

    タフで柔軟性があり安価なこの種の新素材の開発は、ほとんどのハードウェア業界で本当に必要でしたが、開発のタスクはそれほど簡単ではありませんでした。 この材料を開発するために、浦項科学技術大学の研究者は、数十年にわたって材料科学者を困惑させてきた問題に対処しなければなりませんでした。 1970年代、ソビエトの研究者たちは、鋼を作るときにアルミニウムを鋼に加えると、鋼が信じられないほど軽量で強力な金属になることを発見しました。 しかし、この新しい鋼-アルミニウム合金は非常に壊れやすかった。 したがって、科学者がこの新しい合金に多くの圧力をかけると、曲げることなく一定量の圧力がかかると壊れます。 この脆性は、アルミニウムと鋼が合金化すると発生し、XNUMXつの元素の多くの原子が融合して、強固な結晶構造を形成します。
    合金化中に形成された結晶構造が大量の力を加えても壊れない場合、もろい挙動の問題に対する基本的な解決策は解決できます。 この問題を克服するために研究者が使用するさまざまな試行錯誤の方法があります。 この方法には、熱処理を行った後、アルミニウム鋼を薄圧延して、結晶が形成される時期と場所を制御することが含まれます。 数人の研究者のチームは、合金を作成しながら少量のニッケルを追加すると、これらの結晶構造のさまざまな特性をさらに制御できることも発見しました。 彼らはまた、マンガンを合金に添加することは脆性を減らすのに役立つが十分ではないことも発見しました。 次に、韓国大学の研究者たちは、高温で元のアルミニウム鋼合金にチタンを添加すると、結晶構造の形成を完全に回避できると主張しました。 この突破口は、その上に莫大な量の圧力が加えられた後に壊れるのではなく、曲がる合金を作るのに役立ちました。 新しく発見されたチタン超鋼は、通常の鋼よりも密度が13%低く、軽量化されているため、鋼よりも強度と重量の比が高くなっています。
    しかし、新しいチタン鋼のレッドカーペットウォークはここから始まりません。 この新しいチタン鋼を大量生産する前に、研究者は生産レベルの問題を解決する必要があります。ほとんどの鉄鋼メーカーは、ケイ酸塩層を使用して鋼を覆い、酸化から保護しています。 しかし、ケイ酸塩はより低温でアルミニウムと反応するため、同じケイ酸塩をチタン鋼の大量生産に使用することはできません。 将来、研究者がこの問題を解決できれば、この新しいチタン超鋼が間違いなく身近にあるでしょう。

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