lunedì 20 Settembre 2021

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Rivalutando un’inimicizia: acciaio e rame insieme per la sostenibilità dell’automotive

Il Dipartimento di Scienza ed Ingegneria dei Materiali dell’Università di Sheffield ha sviluppato un nuovo metodo di produzione dell’acciaio. La ricerca ha l’obiettivo di produrre un materiale resistente e leggero che contribuisca a ridurre le emissioni di CO2 nel settore dell’automotive.

Come migliorare le proprietà dell’acciaio?

Lo studio, condotto dal Professor Mark Rainforth e dal Dottor Junheng Gao, ha dimostrato che l’aggiunta di rame all’acciaio potrebbe migliorarne le proprietà.

Solitamente il rame viene evitato nella produzione di acciaio perché può causare effetti dannosi, ma l’acciaio riciclato contiene spesso questo elemento, qualora derivi da articoli contenenti cavi elettrici.  

Aggiunta di rame e trattamento termico

Ad occhi esperti può sembrare una misura controintuitiva dato che il rame nell’acciaio provoca fragilità a caldo. A bassi livelli, il rame si segrega localmente, causando questa fragilità a caldo. Ma aumentando la quantità di rame, i ricercatori hanno scoperto che esso si distribuisce uniformemente nella microstruttura. 

L’imaging avanzato dei coautori del National Institute of Standards and Technology ha mostrato che, quando l’acciaio viene trattato termicamente durante la lavorazione, il rame precipita rapidamente tra i grani cristallini dell’acciaio, piuttosto che ai bordi dei grani. Ciò limita la crescita dei grani nella microstruttura del materiale. E una microstruttura a grana ultrafine rappresenta un notevole miglioramento in termini di resistenza e duttilità, ma anche di stabilità termica

L’automotive ringrazia

Le proprietà citate rendono questa soluzione particolarmente attraente per i produttori automobilistici, alla ricerca di componenti leggeri che sappiano aumentare la sostenibilità dei veicoli. Acciai ad alta resistenza consentono infatti di utilizzare meno materiale nel veicolo, riducendo il peso totale degli elementi a parità di prestazioni.

Mark Rainforth non contiene l’ottimismo: “Ciò che siamo riusciti a fare è sviluppare una tecnica completamente nuova […] per produrre una qualità d’acciaio davvero leader a livello mondiale. Questo acciaio, ad alta resistenza e incredibilmente leggero, può essere utilizzato per produrre veicoli migliori per l’ambiente”.
Anche da qui passa la cruciale decarbonizzazione dell’industria automobilistica.

Fonti: The Chemical Engineer, The University of Sheffield

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