多性能中熵輕量鋼及其製造方法

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

110119608

專利證號

I 760241

專利獲證名稱

多性能中熵輕量鋼及其製造方法

專利所屬機關 (申請機關)

國立臺灣大學

獲證日期

2022/04/01

技術說明

本發明為一種新穎中熵輕量超高強度鋼，此發明之合金成份中，鐵、碳與錳則用以平衡穩定其沃斯田鐵穩定性，而鋁、矽、鎳的添加則是關鍵技術，鋁為主要輕量化元素，矽為次要輕量化元素，並具有調降疊差能(SFE-Stacking Fault Energy)之效用，此外，矽的添加能使材料的二次相由B2結構轉為D03結構，而鎳為增益二次相D03之元素，最後，鉬與釩則用於形成奈米碳化物以控制晶粒尺寸。事實上，碳、鋁與錳都會使疊差能上升，尤其在一般輕量化過程中添加大量鋁元素，使疊差能大幅上升，因而無法在變形過程中產生雙晶誘發塑性(twinning-induced plasticity, TWIP)效應，使其加工硬化率與延展性受限，因此，鋁矽複合添加之概念為本發明之重要新穎性。總而言之，矽的添加帶來三個重要性果：(1)輕量化、(2)降低疊差能、(3)使二次相D03生成。更重要的是，以上新穎之合金設計搭配不同之加工、退火、時效等製程控制其顯微組織，能夠分別發展為超高延性輕量鋼、高強度高延性輕量鋼、超高強度輕量鋼，三種變體鋼材之抗拉強度均可達到780 MPa以上，皆符合超高強度鋼(Ultrahigh-Strength Steel)之範疇，為一種前所未見的新穎鋼材，由於其合金成份複雜性達中熵合金之特徵，且合金密度達7.0 g/cm3以下，比起純鐵的7.87 g/cm3少了約10%，故本案稱其為中熵輕量高強度鋼（Medium-Entropy Lightweight High-Strength Steel）。

備註

連絡單位 (專責單位/部門名稱)

產學合作總中心

連絡電話

33669945

網址