[PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Onderzoekers bieden zicht op veranderingsprocessen in staal

  • From: Roy Meijer <R.E.T.Meijer@xxxxxxxxxx>
  • To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Wed, 3 Aug 2016 12:51:29 +0000

Onderzoekers bieden zicht op veranderingsprocessen in staal

Door verhitting van ijzer kan het van structuur veranderen, één van de manieren 
om verschillende vormen van staal te krijgen, met verschillende eigenschappen. 
Dat proces lijkt op de vorming van ijsbloemen: vanuit een kiempunt verandert de 
ene ijzerkristalstructuur in de ander, en dat proces breidt zich vanuit zo'n 
kiempunt verder uit. Dergelijke kiemvorming in materialen heeft de meeste 
invloed op de uiteindelijke eigenschappen, maar is nog het minst begrepen in de 
metaalkunde. Over hoe en waar die kiemvorming precies start bijvoorbeeld, is 
nog weinig bekend. Onderzoekers van de TU Delft werpen daar nu nieuw licht op 
in hun publicatie 'Preferential Nucleation during Polymorphic 
Transformations<http://www.nature.com/articles/srep30860>' in Scientific 
Reports (Nature) van woensdag 3 augustus.

[SH106916b]De onderzoekers brachten dit kiemingsproces 'live' in beeld door in 
de European Synchrotron Radiation Facility in Grenoble een staalmonster in een 
speciaal gemaakt 
oventje<http://scitation.aip.org/content/aip/journal/rsi/80/12/10.1063/1.3262501>
 (kort artikel Technisch Weekblad 
hierover<https://www.technischweekblad.nl/nieuws/mini-oventje-haalt-1500-graden-voor-staalonderzoek/item3771>)
 te verhitten tot 1.000 graden, en het veranderingsproces te volgen met behulp 
van röntgenstraling. Ze brachten zo in kaart welke plekken, met welke 
eigenschappen, de meest waarschijnlijke startpunten waren voor het kiemproces 
van de overgang van ferriet naar austeniet.

Legeringen
De tot nog toe meest gebruikte manier om de eigenschappen van staal te 
veranderen is door het toevoegen van elementen die invloed hebben op de 
structuur en daardoor de eigenschappen van de resulterende staalsoort: 
legeringen. Legeringen kunnen bestaan uit meer dan tien verschillende soorten 
elementen, wat niet alleen de productie ingewikkeld en vaak kostbaar maakt, 
maar ook de recycling.

Microstructuur
Inzicht in het kiemvormingsproces biedt hier mogelijk uitkomst. Als je dit kunt 
sturen, is het in theorie mogelijk microstructuren te laten ontstaan die het 
materiaal de gewenste macroscopische eigenschappen geven, zonder toevoeging van 
andere (zeldzame) elementen. Delftse materiaalkundige Erik Offerman: 'Staal 
moet sterk zijn, maar ook goed vervormbaar, bijvoorbeeld om componenten in de 
auto-industrie lichter te kunnen maken. Ook in de productie van zogenaamde 
elektrische stalen voor de kern van transformatoren ben je op zoek naar 
specifieke eigenschappen. Wil je in dat proces het gebruik van 
legeringselementen terugdringen, dan staat het kiemvormingsproces centraal. We 
hebben nu plekken gevonden waar een ijzerkristal bij voorkeur kiemt.'

Simpele basismaterialen
Offerman: 'Als je metalen simpeler kunt maken, dus minder doen met legeringen, 
en meer met de microstructuur, dan kun je de basismaterialen ook simpel houden. 
Dat maakt productie goedkoper, maar je kunt de materialen ook makkelijker 
opnieuw gebruiken bij recyclen. Je zou meer met de structuur moeten spelen in 
plaats van te legeren. Een volgende stap is om kritische legeringselementen te 
vervangen en het aantal verschillende legeringselementen en de concentratie 
ervan te verlagen door de microstructuur te optimaliseren.'

Lange adem
Veertien jaar geleden opperde Offerman al een hypothese over de 
activeringsenergie van het kiemvormingsproces, wat hem op zware kritiek kwam te 
staan van een van de toenmalige experts in het veld. Met dit artikel heeft hij 
zijn hypothese eindelijk kunnen bewijzen.

Meer informatie
Dit onderzoek is mede tot stand gekomen met dank aan STW.

Preferential Nucleation during Polymorphic Transformations, H. Sharma, J. 
Sietsma & S. E. Offerman, Scientific Reports, DOI: 10.1038/srep30860, 
www.nature.com/articles/srep30860<http://www.nature.com/articles/srep30860>
Contact: dr.ir. Erik Offerman, 015 27 82198, 
S.E.Offerman@xxxxxxxxxx<mailto:S.E.Offerman@xxxxxxxxxx>
Adviseur wetenschapscommunicatie TU Delft Roy Meijer, 015 27 81751, 
r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx<mailto:r.e.t.meijer@xxxxxxxxxx>

JPEG image

JPEG image

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Persbericht TU Delft: Onderzoekers bieden zicht op veranderingsprocessen in staal - Roy Meijer