Mot bakgrund av den blomstrande utvecklingen inom titanlegeringsindustrin har konventionell TC4 titanlegering, det mest använda basmaterialet för flyg-, energi- och marintillämpningar, länge plågats av en industri-vid flaskhals med komprometterad hållfasthet och seghet: när materialet väl uppfyller specificerade hållfasthetskrav, skadas dess sprickor avsevärda hållfasthetskrav. serviceförhållanden med alternerande cykliska belastningar, plötsliga höga-låga temperaturfluktuationer och korrosiva miljöer, som kraftigt begränsar ytterligare användning av titanprodukter i avancerad-utrustning. Nyligen har ett forskarlag från Zhejiang Universitys School of Materials samarbetat med forskningsinstitut vid Kumamoto för att utveckla ett, Japans universitet, + ett kommersiellt universitet 30 % förbättring av segheten utan att ändra baskemiska sammansättningar eller kompromissa med den ursprungliga mekaniska hållfastheten. Detta genombrott har fått stor uppmärksamhet i branschen.
Zhejiang University, centrerat på forskning om grundläggande materialmekanismer, spårade fastransformation mellan och faser av titanlegeringar i mikroskala med hjälp av avancerad in-situ elektronmikroskopi och synkrotronstrålningskarakteriseringsteknologier. Samtidigt fokuserade Kumamoto University på brottmekanisk testning och verifiering av industriella värmebehandlingsprocesser för de två kompletterande hållfasthetsutvecklingen av de två kompletterande forskningsgrupperna. legeringsprestanda via ädelmetalldopning. Genom exakt stegrad termisk bearbetning konstruerades en hierarkiskt bimodal mikrostruktur bestående av omväxlande grova och fina korn inuti legeringsmatrisen. Slumpmässigt förskjutna -faskorn avböjer sprickutbredningsvägar och sprider sprickenergi,{7}}grain{7}}} upprätthåller den övergripande strukturella styrkan och uppnår effektiv härdning på mikroskopisk nivå.
Certifieringstester från tredje part bekräftar att den nya legeringen levererar en draghållfasthet som motsvarar konventionell TC4, tillsammans med en 30 % högre brottseghet jämfört med nationella standardriktmärken. Ytterligare förbättringar uppnås också i formbarhet, kryogen seghet och utmattningsbeständighet. Mest kritiskt är den fullständigt kompatibla titan- och tillverkningsprocessen för smältning och valsning av titan. smide, möjliggör massproduktion av befintlig utrustning och sänker tillverkningskostnaderna.
För industriell användning tjänar den utvecklade legeringen inte bara för slutformning av titanplåt utan också som råmaterial för titan-stålplåtar. Målapplikationer inkluderar värmeväxlare för kraftgenereringsanläggningar, kylkomponenter för havsbaserad vindkraft och strukturella delar för flyg- och rymdindustrin, som uppfyller stränga materialvalskriterier för inhemska och internationella tillverkare av energiutrustning för inhemska och internationella innovationer i Kina. high-titanmaterial och prestandauppgradering av klädda plåtprodukter.
