Çelik gibi güçlü malzemeler geliştirilirken bazı zayıf noktalar da ortaya çıkabiliyor. Ortaya çıkan bu zayıf noktalar aslında malzemenin farklı özellikleri arasında bir dengeleme eylemi olarak değerlendiriliyor.
Hong Kong’dan araştırmacılar, çeliğin zayıf noktası diyebileceğimiz dengeleme eylemini ortaya çıkarmayan yeni bir çelik geliştirdiler. Süper çelik ismi verilen çelik türü, kırılmalara karşı yüksek direnç gösteriyor.
Çeliğin ana özellikleri nedir?
Çelik gibi malzemelerin dengelemesi gereken mukavemet, dayanıklılık ve esneklik gibi üç ana özelliği vardır. Mukavemet ve dayanıklılık ilk bakışta birbirine benzemekle beraber önemli farklara sahiptir. Mukavemet, bir malzemenin deforme olmadan önce ne kadar yük taşıyabileceğini gösterir. Dayanıklılık ise bir malzemeyi kırmak için ne kadar enerji gerektiğini gösterir. Çelik benzeri malzemelerin son ana özelliği olan esneklik ise bir malzemenin farklı şekillerde esnetilme ölçüsüdür.
Örnek vermek gerekirse cam nispeten yüksek mukavemete, düşük dayanıklılığa sahiptir. Bu nedenle belli ölçülerdeki ağırlığı destekleyebilir. Ancak camın kırılması için fazla bir enerjiye gerek duyulmaz.
Çelik benzeri malzemelerin üç ana özelliği maalesef ki dengeleme eylemi nedeniyle beraber geliştirilemiyor. Malzeme, bir özelliği geliştirilirken başka birini zayıflatma eğilimi gösteriyor. Örneğin mukavemeti artırmak genellikle bir malzemenin daha az sert veya daha az esnek olmasına neden oluyor.
Süper çelik, üst düzey bir performans gösteriyor
Hong Kong Üniversitesi ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı’ndan araştırmacılar, üç ana özellik konusunda da üst düzey performans sergileyen bir tür çelik geliştirmeyi başardıklarını açıkladılar. Araştırmacılar, yeni çelik türüne süper çelik ismini verdi.
Araştırmacılar, üst düzey performansa sahip süper çeliğin, havacılık ve uzay mühendisliğinde kullanılan maraging çeliğinden daha güçlü ve sağlam olduğunu belirttiler. Bilim insanları, süper çeliğin maragign çeliğinin üretim maliyetinin yüzde 20’sine üretilebildiğini de açıkladılar.
Süper çelik deforme ve bölümlenmiş yöntem ismi verilen bir yöntem kullanılarak geliştirildi. Kullanılan tasarım sayesinde çelik, üstün dayanıklılık özelliklerine sahip oldu. Süper çeliğin yüzeyinde tek bir çatlak görülmekle beraber, yüzeyin altında çok sayıda çatlak bulunuyor. Çeliğin yüzeyinin altında bulunan mikro çatlaklar, dış kuvvetlerden gelen enerjiyi emerek ana çatlağın hızlı bir şekilde büyümesini önlüyor.
Süper çeliğin geliştirilmesinde görev alan araştırmacılar, süper çeliğin diğer uygulama alanlarının yanında yüksek mukavemetli köprü kablolarında, kurşun geçirmez yeleklerde ve arabaların yaylarında kullanılabileceğini açıkladılar.
