Tajomná superoceľ

Aj v ére plastov je oceľ naďalej jedným z najbežnejších a najčastejšie využívaných konštrukčných materiálov.

Oceľ je zliatina železa s uhlíkom a ďalšími tzv. legovacími prvkami, ako sú mangán, chróm, volfrám, kremík a ďalšie, ktoré oceli dávajú špecifické vlastnosti potrebné na konkrétnu aplikáciu. Za oceľ sa považuje zliatina, v ktorej množstvo uhlíka je do 2,14 %, pričom zliatina s vyšším obsahom uhlíka sa nazýva liatina. Neexistuje takpovediac jeden druh ocele, pretože varírovaním podielu prísad sa vlastnosti ocele dajú meniť v pomerne širokom rozpätí. Na charakterizovanie vlastností ocele sa používajú najmä tri veličiny: pevnosť, húževnatosť a ťažnosť (duktilita). Spomenuté vlastnosti sú navzájom prepojené, takže zlepšenie jednej vlastnosti často vedie k zhoršeniu inej. Keď napríklad vhodným legovaním zvýšime pevnosť ocele, často sa tým zhorší jej húževnatosť alebo duktilita.
Nedávno sa výskumným pracovníkom Hongkonskej univerzity a amerického laboratória LBNL (Lawrence Berkeley National Labs) podarilo vyvinúť oceľ, ktorá vykazuje vysoké hodnoty všetkých troch najdôležitejších vlastností. Tím, ktorý nový materiál vyvinul, ho odvážne pomenoval super steel čiže superoceľ. Novo vyvinutý materiál má konvenčnú medzu sklzu (prieťažnosti) okolo 2 GPa, vysokú lomovú húževnatosť (102 MPa.m½) a rovnomerné predĺženie 19 %. Výskumný tím tvrdí, že ním vyvinutá superoceľ je pevnejšia a húževnatejšia než martenzitická oceľ triedy 300, ktorá sa používa v leteckom a kozmickom inžinierstve, pričom náklady na výrobu superocele sú podstatne nižšie. Vynikajúce pevnostné charakteristiky superocele sú dané jej unikátnou štruktúrnou vlastnosťou. Keď sa na povrchu materiálu objaví trhlina, pod ňou sa začnú formovať malé trhlinky, ktoré absorbujú energiu od externých síl, čím sa zabraňuje rýchlemu šíreniu hlavnej trhliny. Istou zaujímavosťou je, že výskumný tím nezverejnil nijaké informácie o zložení ním vyvinutej superocele.

RM, foto HKU

Tento článok si môžete prečítať v časopise Quark 7/2020. Ak chcete mať prístup aj k exkluzívnemu obsahu pre predplatiteľov alebo si objednať tlačenú verziu časopisu Quark, prihláste sa alebo zaregistrujte.
Komentáre