Per sobre dels cels de l'aeroespacial, sota les onades de l'exploració-del mar profund i dins de les posicions bàsiques de la construcció de defensa nacional, els aliatges de titani, com a "estrella dels materials lleugers avançats", sempre han aconseguit les expectatives de rendiment dels camps crítics. No obstant això, durant molt de temps, el "triangle impossible" entre l'elevada resistència a la fluència, l'alt allargament uniforme i l'alta tenacitat a la fractura, així com el problema de fragilitat causat per un alt contingut d'oxigen, han estat dos principals problemes de la indústria que restringeixen la fiabilitat del servei dels aliatges de titani. La situació actual, on l'allargament uniforme dels aliatges de titani d'alta -resistencia és només un poc per cent, fa que sigui difícil alliberar plenament el seu potencial d'aplicació.
Recentment, un equip d'investigació xinès va oferir notícies innovadores-que abordaven els colls d'ampolla de rendiment dels - aliatges de titani (els principals materials utilitzats a la indústria del titani), l'equip va proposar de manera innovadora una estratègia de disseny dual de "control de la microestructura i coincidència precisa del procés". Aquesta estratègia va superar amb èxit el-compromiso-de llarga durada entre la resistència a la fluència i l'allargament uniforme, i va resoldre de manera inesperada el problema persistent de fragilitat causat per un alt contingut d'oxigen que ha afectat la indústria durant anys!
L'avenç bàsic de l'equip prové del control precís de la microestructura: centrar-se en dues característiques clau- la morfologia i la mida dels grans originals i l'estructura - lamel·lar. En controlar la formació de grans equiaxials fins, l'equip va millorar eficaçment la uniformitat estructural i va reduir l'anisotropia, mentre que una proporció raonable d'oxigen i ferro va promoure encara més la transformació de grans columnars a equiaxials. Pel que fa al processament, comparant diferents tècniques de fabricació en termes de velocitats de refrigeració i flexibilitat de disseny, l'equip finalment va seleccionar el procés de fusió làser de pols (PBF-LB)-la seva velocitat de refrigeració ultra-de 10⁵-10⁷ graus /s pot refinar significativament els grans. Els tractaments de recuit posteriors van aconseguir més objectius múltiples, com ara l'alleujament de l'estrès residual, l'eliminació de fases metaestables i l'optimització de l'estructura lamel·lar -, obrint el camí per a una transferència de lliscament suau al llarg dels plans del prisma.
Aquest marc integrat de "disseny de microestructures i optimització de processos" no només va aconseguir un salt en el rendiment de l'aliatge de titani, sinó que també comporta múltiples valors industrials: resoldre el problema de fragilitat d'alta-oxigen relaxa els requisits de contingut d'oxigen de la matèria primera, millorant considerablement la utilització del material; l'aplicació del procés PBF-LB combinat amb la simulació intel·ligent i les tècniques experimentals d'alt-rendiment reduirà encara més els costos d'R+D i accelerarà la iteració de la tecnologia, obrint el camí per a la producció a gran-escala d'aliatges de titani-d'alt rendiment.
Des del control microscòpic al laboratori fins a l'habilitació d'aplicacions en camps clau, els resultats de la investigació de l'equip no només demostren les capacitats innovadores-de nivell superior dels equips d'investigació xinesos en el desenvolupament d'aliatges de titani, sinó que també proporcionen suport bàsic per a actualitzacions de materials en indústries crítiques com ara l'aeroespacial, la defensa, el mar i els sectors mèdics. En el futur, amb una contínua iteració tecnològica i transformació industrial, aquest avenç continuarà donant un fort impuls al desenvolupament de la indústria manufacturera de gamma alta de la Xina-, reforçant la confiança i l'estabilitat del "Made in China" en el camp dels materials.
