La décarbonisation des automobiles nécessite non seulement le passage des moteurs à essence aux moteurs électriques, mais également des pièces en acier de qualité qui aident les moteurs à fonctionner tout en réduisant le poids des véhicules. Les matériaux en acier haute performance peuvent offrir des conduites plus silencieuses et résister à l'usure due à la rotation à grande vitesse des moteurs. Pour les créer, le processus de modification de la surface de l'acier avec des éléments de carbone, d'azote et d'alliage doit être optimisé.
Pour comprendre les interactions entre les éléments de l'acier, une enquête systématique a été menée par un groupe de recherche de l'Université métropolitaine d'Osaka dirigé par le professeur agrégé Tokuteru Uesugi de la Graduate School of Informatics. Le groupe a théoriquement calculé 120 combinaisons de la façon dont 12 éléments d'alliage, dont l'aluminium et le titane, interagissent avec le carbone pendant la carburation et l'azote pendant le processus de nitruration.
Les résultats ont été publiés dans ISIJ International .
Les résultats ont montré que lorsque le titane est placé dans une disposition spécifique, il se lie à l’azote ou au carbone, durcissant ainsi le fer. Les données analytiques du groupe ont également montré que l'élément d'alliage doit avoir un rayon métallique plus grand que l'atome de fer pour bien se lier.
"Bien qu'il n'ait pas été facile d'élucider le mécanisme à partir des résultats de nombreux calculs, nous avons utilisé la régression linéaire multiple et l'analyse stratifiée par essais et erreurs", a déclaré le professeur Uesugi. "Ces résultats devraient contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes de renforcement de l'acier et à une durabilité améliorée, ainsi qu'au développement de matériaux de qualité supérieure."
Plus d'informations : Tokuteru Uesugi et al, Interactions entre les éléments interstitiels et substitutionnels des amas diatomiques et triatomiques solutés dans α -Fe à partir des calculs des premiers principes, ISIJ International (2024). DOI :10.2355/isijinternational.ISIJINT-2024-062
Fourni par l'Université métropolitaine d'Osaka
