chatelot16 napisał:Obamot napisał:
Turbiny wiatrowe nie pękają z powodu mrozu? Ponieważ metal staje się kruchy w bardzo niskich temperaturach. [...]
Przypuszczam, że zależy to od stopu i koniecznie od proporcji węgla w stopiestal?
i samoloty na wysokości 10 000 metrów! jest jeszcze zimniej i nie mają skrzydeł, które się łamią
Wiadomo by było, gdyby skrzydła i kabiny samolotów były wykonane ze stali...
Zadałem pytanie w związku z artykułem, który w końcu znalazłem:
Science, Y. Kimura, 2008 - La Recherche, Cécile Michaut, napisała:metalurgia
Stal odporna na zimno
Po rozciąganiu w temperaturze 500°C stal złożona z bardzo małych kryształów staje się zarówno twarda, jak i odporna na uderzenia, nawet w niskich temperaturach.
Twardy materiał dobrze znosi odkształcenia. Ale potem często jest kruchy: nie absorbując ograniczeń, łamie się czysto. Dotyczy to w szczególności stali, zwłaszcza w niskich temperaturach. Nie jest to jednak nieuniknione, jak właśnie pokazali japońscy metalurdzy, którzy zaprojektowali bardzo twardą stal, której odporność wzrasta w niskiej temperaturze [Y. Kimura]. Ich metoda: gra na wielkości i kształcie kryształów stali, aby zapobiec rozprzestrzenianiu się pęknięć w materiale.
Wszyscy nauczyciele metalurgii opowiadają swoim uczniom tę historię: w 1940 roku ponad 200 łodzi Liberty Ships, odpowiedzialnych za zaopatrzenie aliantów, nagle rozbiło się na Morzu Północnym. Późniejsze badania wykazały, że ta katastrofa była spowodowana nagłą zmianą właściwości mechanicznych stali, które stają się kruche poniżej „temperatury przejścia ciągliwe-kruche”. Wydarzenie to skłoniło metalurgów do obniżenia tej temperatury przejścia, dzięki czemu stale pozostają odporne nawet na najzimniejsze warunki. Udało im się, ale stal stała się bardziej odkształcalna, mniej twarda.
Aby uzyskać stal, która jest zarówno twarda, jak i odporna, japońscy naukowcy działali na kilku frontach. Po pierwsze, zmniejszyli rozmiar kryształów, co zapobiega pęknięciom samych kryształów. Wytrąciły się również między kryształami drobne cząstki na bazie węgla (węgliki), o których wiadomo, że twardnieją stopy. Jednak wytrzymałość materiału uzyskuje się głównie poprzez obróbkę „termomechaniczną”, w której stal jest odkształcana po podgrzaniu do 500°C. Kryształy są następnie rozciągane, a ich najmniejszy wymiar staje się mniejszy niż mikrometr. Pęknięcia są więc odchylane podczas przechodzenia od jednego ziarna do drugiego i tracą część swojej energii. Stal jest wtedy znacznie bardziej odporna na pękanie w pewnych kierunkach.
Pod wpływem bardzo dużych naprężeń te stalowe próbki pękają w niezwykły sposób, tworząc arkusze. "Wygląd tych pęknięć przypomina bambus, znacznie bardziej odporny prostopadle do włókien niż wzdłuż tych włókien" - wyjaśniają autorzy. Ta nowa stal zachowuje swoje właściwości nawet w niskich temperaturach, do -60°C. Co więcej, jest bardziej odporny na wstrząsy w temperaturze -60°C niż w temperaturze pokojowej, w przeciwieństwie do tradycyjnych stali. W tej temperaturze do rozbicia standardowej próbki tego materiału potrzebne jest uderzenie o energii 290 dżuli, podczas gdy dla stali o tym samym składzie bez obróbki termomechanicznej wystarczy 13 dżuli.
„Związek między mikrostrukturą stali a jej właściwościami mechanicznymi jest dobrze znany” — wspomina Jean-Bernard Vogt z laboratorium metalurgii fizycznej i inżynierii materiałowej w Lille. Badacze ci uzyskali złożoną i oryginalną mikrostrukturę. Pokazują one, że tak powszechny materiał jak stal można jeszcze udoskonalić. Tym bardziej, że to klasyczna stal, bez dodawania drogich elementów. Tak naprawdę to obróbka termomechaniczna jest źródłem tego wyniku. »˚
Ale to wciąż bardzo niedawno!
Nie rozumiem!
