Нове дослідження від Массачусетського технологічного інституту та ATI Specialty Materials відкриває шлях до подолання цього обмеження.
Дослідники Шаолоу Вей, С. Джем Тасан, Кюнг-Шик Кім і Джон Фольц розробили метод створення титанових сплавів з винятковими характеристиками. Результати їхньої роботи опубліковані в журналі Advanced Materials. Вони змогли домогтися унікального поєднання міцності та пластичності завдяки змінам у хімічному складі сплавів, структурі їхньої решітки та методах обробки.
Титанові сплави популярні завдяки їхнім механічним властивостям, стійкості до корозії та легкій вазі. Однак, як пояснює професор Тасан, їхня структура, особливо складна двофазна система (альфа- і бета-фази), вимагає особливого підходу до проєктування.
Ключ до успіху лежить у багатомасштабному підході, що охоплює як мікроскопічні, так і макроскопічні аспекти структури. Особлива увага приділяється вибору легуючих елементів і способам їх поєднання. Методи обробки, такі як поперечна прокатка, також відіграють вирішальну роль у досягненні оптимальних властивостей.
Спільні дослідження з ATI дали змогу протестувати різні сплави і вивчити їхні мікроструктури за допомогою скануючого електронного мікроскопа. Вони виявили, що правильне поєднання складу, пропорцій і методів обробки призводить до рівномірного розподілу деформації між альфа- і бета-фазами, запобігаючи розтріскуванню і покращуючи загальну пластичність.
«Фази деформуються в гармонії», — зазначає Тасан. Ця кооперативна поведінка забезпечує чудові характеристики матеріалу.
Ці нові титанові сплави мають поліпшені властивості порівняно з аналогами. Дослідження, що фінансується промисловістю, демонструє потенціал для масового виробництва цих сплавів.
«Для будь-якого аерокосмічного застосування, де потрібне поліпшене поєднання міцності та пластичності, такі винаходи відкривають нові можливості», — каже Тасан.
Ці інновації можуть значно розширити сфери застосування титанових сплавів і поліпшити їхні експлуатаційні характеристики в найрізноманітніших умовах.