Nova tehnologija za izradu jačih legura titana

Legure titana ključni su strukturni materijali za široku paletu primjena, od zrakoplovne i energetske infrastrukture do biomedicinske opreme. No, kao kod većine metala, optimizacija njihovih svojstava obično uključuje kompromis između dvije ključne karakteristike: čvrstoće i rastezljivosti. Jači materijali imaju tendenciju da budu manje deformabilni, a materijali koji se mogu deformirati imaju tendenciju da budu mehanički slabi.

Sada su američki istraživači s tehnološkog instituta u Mssachusettsu MIT-a, surađujući s istraživačima iz ATI Specialty Materials, otkrili pristup za stvaranje novih legura titana koji mogu nadmašiti ovaj kompromis, što dovodi do novih legura s iznimnim kombinacijama čvrstoće i duktilnosti, što bi moglo dovesti do novih primjena. Duktilnost je svojstvo materijala da podnese plastičnu deformaciju bez loma. Što je veću deformaciju materijal sposoban podnijeti bez loma to je duktilniji.

Poboljšanja, kaže tim, proizlaze iz prilagođavanja kemijskog sastava i rešetkaste strukture legure, dok se također prilagođavaju tehnike obrade koje se koriste za proizvodnju materijala u industrijskim razmjerima.

Radeći zajedno s ATI istraživačima, tim je testirao razne legure pod skenirajućim elektronskim mikroskopom dok su se deformirale, otkrivajući detalje o tome kako njihove mikrostrukture reagiraju na vanjska mehanička opterećenja. Otkrili su da postoji određeni skup parametara, sastava, proporcija i metode obrade, koji je dao strukturu u kojoj alfa i beta faza ravnomjerno dijele deformaciju, ublažavajući tendenciju pucanja koja će se vjerojatno pojaviti između faza kada reagiraju različito.

"Promatrali smo strukturu materijala kako bismo razumjeli ove dvije faze i njihovu morfologiju, a promatrali smo i njihove kemije provodeći lokalnu kemijsku analizu na atomskoj razini. Usvojili smo široku paletu tehnika za kvantificiranje različitih svojstava materijala na više ljestvica dužine. Kada pogledamo ukupna svojstva legura titana proizvedenih prema tom sustavu, ona su stvarno mnogo bolja od usporedivih legura", kaže profesor znanosti o materijalima i inženjerstva C. Cem Tasan, voditelj ovog istraživanja.

Što se tiče potencijalnih primjena ovih otkrića, ona bi prije svega mogla biti korisna u avioindustriji gdje je poboljšana kombinacija čvrstoće i duktilnosti od velike koristi.

Rad objavljen u časopisu Advanced Materials možete pronaći na ovoj poveznici.