SPD技術(shù)生產(chǎn)出超高低碳低成本納米鋼

自從進入工業(yè)時代以來，鋼是應(yīng)用最為普遍的結(jié)構(gòu)材料之一。更高的性能和更低的成本是大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用的兩大難點。但至今已經(jīng)出現(xiàn)了很多種方法來增強鋼的最大性能，雖然增加鋼材中碳元素的含量可以更節(jié)省的情況下增加鋼材的性能，但也很可能導(dǎo)致一些負面作用如降低加工性能和焊接性。因此行業(yè)先驅(qū)者們探索了替代方法。近期，大塑性變形（SPD）已經(jīng)開發(fā)，用來產(chǎn)生強度較高的納米結(jié)構(gòu)材料。SPD通常用于較大的應(yīng)變，用于使金屬的晶粒尺寸下降到超細晶甚至納米晶。但該技術(shù)所生產(chǎn)的高強度材料成本過高的問題，嚴重影響了SPD對于工業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用。

南京理工大學(xué)等單位的研究人員卻在最新的研究中發(fā)現(xiàn)，利用微觀結(jié)構(gòu)的異質(zhì)性和間隙原子來追求低碳鋼的極端結(jié)構(gòu)細化。在三百攝氏度的情況下進行簡單的熱軋，研究出了納米層狀間距約17.8納米的具有創(chuàng)造性的低碳鋼塊，讓SPD可能可以在鋼廠已有的設(shè)備下進行應(yīng)用。

研究發(fā)現(xiàn)，在室溫和300攝氏度的條件下分別減少低碳鋼的厚度時，300攝氏度情況下的屈服強度更高，這是因為在三百攝氏度下馬氏體片和鐵素體的共晶形成得到了增強，馬氏體片的可塑性和機械相容性所提高。

總的來說，此方法提供了一種更為經(jīng)濟的生產(chǎn)低成本高強度的鋼材的方向，用于大規(guī)模工業(yè)制造中。