Изкуствен интелект създаде невъзможното: Свръхздрава и пластична неръждаема стомана от ново поколение

Обикновено здравината на стоманата се постига за сметка на загубата на еластичност, което прави метала крехък, докато увеличаването на еластичността намалява здравината. Нов материал преодолява този компромис. Изследователи от Китай и САЩ са използвали изкуствен интелект, за да създадат нов вид стомана, която е едновременно с висока якост, пластичност, устойчива на корозия, подходяща за 3D принтиране, евтина и лесна за производство.

Научен екип от Южнокитайския университет и университета „Пърдю“ е обучил ИИ модел на 81 физични свойства на металите – от размера на атомите и поведението на електроните до скоростта на звука в метала. Въз основа на установените закономерности алгоритъмът проектира състава на сплавта: желязо, хром и малки добавки от никел, манган, мед, силиций, алуминий и въглерод – все неекзотични и сравнително евтини материали.

Детайлите, изработени от новата сплав, са отпечатани на лазерен 3D принтер с технология за отлагане на лазерно насочена енергия, широко използвана в космическата, военната и тежката промишленост. След отпечатването е била необходима само около 6 часа термична обработка – радикално намаление в сравнение с традиционните стомани с голяма якост, които изискват дни на многоетапна обработка.

Голямата якост и еластичност на метала се постигат по два начина, пише IE. Наночастиците в структурата спират разпространението на пукнатини при натоварване. Освен това в сплавта има зони за абсорбиране на ударите, които се деформират, за да поемат напрежението, предотвратявайки счупването на метала.

Според данните от тестовете стоманата е имала якост от около 1730 MPa и пластичност от 15,5%, което е с около 30% по-добре, отколкото в необработеното състояние.

Устойчивостта на корозия се осигурява от равномерното разпределение на хрома. В конвенционалните стомани хромът се свързва с карбидите с течение на времето, създавайки слаби места за ръжда. В новата сплав хромът се задържа от медни частици, което осигурява устойчивост, сравнима с тази на неръждаемата стомана.