Ny metod ska identifiera de bästa stållegeringarna
Av Elin Nittmar
Den svenska stålexporten har varit en viktig del i svensk basindustri i flera decennier. Sverige har också legat långt fram när det gäller utveckling av stålbaserade legeringar. Men traditionell materialutveckling har tidigare varit experimentell och försöksbaserad, vilket gjort det svårt att veta vad som bidragit till metallegeringens positiva egenskaper.
KTH:s forskare ville djupdyka i detta och har därför applicerat en kvantteoribaserad designmetod på nya stållegeringar. Detta har lett fram till möjligheten att utveckla nya legeringar där härdningsmekanismen blir synlig på atomnivå.
Levente Vitos, professor på avdelningen Materialvetenskap vid KTH och en av forskarna bakom arbetet, berättar att de började arbeta med detta redan för 20 år sedan. Till slut nådde man en nivå där deras förutsägelse ofta föregick experimentet.
– Här använder vi en designmetod som kan visa skillnaderna mellan olika legeringsfamiljer och därmed ge en möjlighet att identifiera de allra bästa materiallösningarna. Vår teori är det första riktiga genombrottet på detta område. Det är inte bara en teori, utan det finns många observationer som stödjer den.
Levente Vitos menar att genom att ha tillgång till denna teori, kan man bredda designstrategierna när det kommer till metastabila system.
Enligt honom kommer arbetet ha positiv inverkan på möjligheten att hitta nya strukturella material, så kallat austenitiskt rostfritt stål med förbättrade mekaniska egenskaper eller hårdmetaller där kobolt ersätts med miljövänliga alternativ.
– Förbättrade mekaniska egenskaper hos konstruktionsmaterial möjliggör minskad vikt och behov av råvaror och kan därmed bidra till de energibesparingsmål som finns i ett mer hållbart samhälle, säger Song Lu, korresponderande författare till den vetenskapliga artikeln.
– Vår teori kan betraktas som den saknade tegelstenen inom metastabilitetsteknik vid plastiska deformationsmekanismer. Teorin kommer att förändra den allmänna designsynpunkten både inom akademi och industri när det kommer till den typen av stål- och flerkomponentlegeringar, säger Levente Vitos avslutningsvis.