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        抗腐蝕硬度更高新型鋼面世

        文章出處:武漢天順鋼材信息部網責任編輯:作者:人氣:-發表時間:2012-09-24 11:38:00

            美國專家研究出來的鋼材具有的品質與普通鋼材不同,其特殊之處在于結構。傳統鋼材中的鐵原子和碳原子的排列是有序的,這些原子組成了許多小系統,這些小系統又組成了大系統。這種組合有點象彩色墻紙的組合,彩色墻紙的組合可以反映人們的裝飾意圖。但問題是,這樣組合的墻紙在往墻上粘貼時,卻往往會顯出不規則和偏差。結晶材料也是如此。

            連接兩個晶粒的能量低于凝聚一個晶粒的能量。于是兩個晶粒之間的間隙就形成了一個脆弱區,斷裂和腐蝕就是從這里發生的。這是材料的真正弱點所在:一旦受到過大的外力,首先承受不了的就是結合部。人們周圍的固體(從食鹽到巖石)就是這樣。

            新型鋼材則不會如此。在顯微鏡下,這種鋼材的結構沒有規律性,各組成部分之間的聯系似乎很混亂。在常規鋼里加入鉻、鈷、鉬、鎂和硼,就可以得到一種新的、非晶質的鋼。美國冶金化學研究中心的帕特里克.奧金指出:這是一種只有玻璃才具有的特點。所以人們稱這種鋼材和其他非晶質金屬為“金屬玻璃”。

            在傳統玻璃中,獲得這種特性靠的是二氧化硅混合物的突然冷卻。由于突然冷卻,液體來不及結晶,于是原子便成無序排列狀態了。要生產出“金屬玻璃”,冷卻的速度需要更快:每秒鐘需降溫數百萬度。專家們采取的第一個辦法是將熔化的碳鐵合金倒在冷卻的銅輪上。隨著銅輪的轉動,銅輪上形成了薄薄一層碳鐵合金。由于很薄,所以這層碳鐵合金能被迅速冷卻,于是便得到了一種其結構為非晶質的材料。

            但這樣生產的“金屬玻璃”在應用方面有其局限性(目前主要用于生產電子元件)。用這么薄的金屬玻璃怎么能建造鋼柱或裝甲?于是美國和日本的一些科研小組開始研究生產“大塊”非晶質材料的方法。需要解決的一個關鍵問題是:怎樣使“大塊”合金每秒鐘均勻冷卻數百萬度?如果不能均勻冷卻,其中心部位就會冷卻較慢,從而形成結晶。

            一位名叫阿蘭.亞瓦里的冶金專家說:“冶金工作者們長期以來一直在摸索,他們探索出在已經很復雜的混合物中需加入的新物質及其比例,以便降低液化溫度和推遲結晶時間。最后,美國專家們發現金屬釔可以解決這個問題:加入l.5%的釔可以使混合物的熔化溫度下降,這大大有助于生產非晶質材料所需要的迅速降溫。

            這種新的鋼材所具有的優點使軍事界和體育界人士驚喜不已。對軍事部門來說,可以利用它生產防彈背心或裝甲,而這種防彈背心或裝甲不但不會被槍彈擊穿,還可以把槍彈反彈回去;對體育部門來說,可以利用它制作網球拍或高爾夫球桿。此外,由于這種鋼材的原子之間幾乎沒有間隙,氧氣無法滲入其中,因而不會被腐蝕。這在珠寶業也有重要用處。

        此文關鍵字:鋼材百科,鋼材,型鋼
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