Les résultats offrent une “ recette ” pour le réglage fin des alliages pour une utilisation à haute température – Technoguide

Les superalliages qui résistent à des températures extrêmement élevées pourraient bientôt être ajustés encore plus finement pour des propriétés spécifiques telles que la résistance mécanique, à la suite de nouvelles découvertes publiées aujourd’hui.

Un phénomène lié à l’effet invar – qui permet à des matériaux magnétiques tels que les alliages nickel-fer (Ni-Fe) de ne pas se dilater avec l’augmentation de la température – aurait été découvert dans des alliages haute température paramagnétiques ou faiblement magnétisés. .

Levente Vitos, professeur au KTH Royal Institute of Technology de Stockholm, affirme que la recherche révolutionnaire, qui comprend une théorie générale expliquant le nouvel effet invar, promet de faire progresser la conception d’alliages à haute température avec une stabilité mécanique exceptionnelle. L’article a été publié dans les Actes de l’Académie nationale des sciences des États-Unis d’Amérique. Dirigée par Vitos, l’équipe de recherche était composée des chercheurs du KTH Zhihua Dong, Wei Li et Stephan Schönecker.

Abréviation de «invariant», la plasticité invar permet aux alliages Ni-Fe magnétiquement désordonnés de présenter un comportement de déformation pratiquement invariant sur une large plage de températures, ce qui les rend idéaux pour les turbines et d’autres utilisations mécaniques à des températures extrêmement élevées.

L’effet invar n’a cependant jamais été entièrement compris, et Vitos dit que ces nouvelles découvertes aident à expliquer les propriétés particulières à haute température des alliages spéciaux utilisés dans les moteurs à réaction, tels que les superalliages à base de nickel.

Invar a deux effets connus: la dilatation thermique et l’élasticité (la capacité de rebondir après une flexion, par exemple). Parce que ces deux effets sont liés à l’interaction entre la température et l’ordre magnétique, ils sont considérés comme spécifiques aux alliages magnétiquement ordonnés.

En utilisant la modélisation de la mécanique quantique des premiers principes, les chercheurs ont identifié comment la plasticité invariante se produit également dans les alliages non magnétiques, lorsqu’un équilibre structurel existe au niveau atomique entre des structures cubiques et hexagonales compactes.

La nouvelle découverte émerge d’une collaboration à long terme avec l’industrie pour trouver des alternatives au cobalt cancérigène dans les métaux durs, tels que les outils de coupe. Vitos dit que cette découverte élargit la palette des phénomènes invar et des compositions de matériaux, avec des implications claires pour de nouvelles applications.

«Nos découvertes créent une nouvelle plateforme pour adapter les propriétés à haute température des matériaux technologiquement pertinents à la stabilité du plastique à des températures élevées», dit-il.

Source de l’histoire:

Matériel fourni par KTH, Royal Institute of Technology. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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