Перенос тепла на титановый сплав приводит к увеличению прочности

11 апреля
Перенос тепла на титановый сплав приводит к увеличению прочности

Заглянув внутрь титанового сплава, исследователи из Северо-западной Тихоокеанского национальной лаборатории (PNNL) смогли манипулировать выстраиванием атомов и развить сильный титановый сплав.

Они считают, что новый материал может быть использован в производстве более легких и дешевых автомобильных компонентов, а также привести к развитию других высокопрочных сплавов.

Титан почти в 2 раза легче стали, используемой для изготовления транспортных средств и, при смешивании с другими металлами, приобретает превосходные прочностные свойства.

Современные методы смешения титана с другими металлами были в разработке в течение 50 лет, и создание надежных, хорошо смешанных сплавов с низкими дефектами, таких как общий Ti-185 является дорогими и энергозатратными процессами.

Шесть лет назад исследователи PNNL создали смесь Ti-185, обладающую очень высокой прочностью без дефектов. Данный процесс с тех пор используется соразработчиками Advanced Materials, коммерческим партнером, который продает самые современные материалы для аэрокосмической и других отраслей промышленности. Но команда хотела сделать сплав еще сильнее.

Мы узнали, что, если применить к нему сначала более высокую температуру перед стадией обработки низкой температурой, есть возможность создать титановый сплав, который на 10-15 процентов сильнее, чем любой нынешний титановый сплав, и что он имеет примерно в 2 раза больше прочность, чем у стали, - сказал Арун Деварадж, ученый в PNNL.

Используя электронный микроскоп, ученые заглянли внутрь сплава в масштабе сотни нанометров, а также для более близкого взгляда на расположение отдельных атомов с помощью томографии атома.

Они узнали, что микронные и наноразмерные регионы были созданы оптимизированным тепловым процессом, каждый из которых имеет высокую концентрацию определенных элементов. Применение температур до 788°C в этих регионах привели к уникальной иерархической наноструктуре.

Измерения силы показывают, что новейший сплав имеет предел прочности около 1700 МПа, и это почти в два раза больше, чем у стали, используемой при создании автомобилей.

Теперь исследователи хотят модифицировать и остальные сплавы, намеренно создавая микроструктуры, как в Ti185.

Источник

Просмотров: 203