Xi'an Jiaotong Universiteit doorbreekt met succes de grens van de breuktaaiheid van titaniumlegeringen

Er is opwindend nieuws gekomen van de Xi'an Jiaotong Universiteit dat het onderzoeksteam baanbrekende vooruitgang heeft geboekt op het gebied van onderzoek naar titaniumlegeringen. Ze hebben met succes het gehalte aan zuurstofonzuiverheden in commercieel puur titanium aanzienlijk verlaagd, waardoor een aanzienlijke verbetering van de breuktaaiheid van titanium werd bereikt. Deze prestatie breekt niet alleen de traditionele kennis, maar opent ook nieuwe wegen voor het ontwerp van titaniumlegeringen met hoge sterkte en hoge taaiheid.

Volgens professionals heeft het team innovatieve technologische middelen gebruikt om het gehalte aan zuurstofonzuiverheden in commercieel puur titanium te verlagen van het conventionele {{0}}.14 gew.% Teruggebracht naar een ongekende 0,02 gew.%. Deze aanzienlijke zuurstofreductiebehandeling heeft ervoor gezorgd dat de breuktaaiheid van titanium is gestegen van de oorspronkelijke 117 MPa ∙ m ^ 1/2 naar een verbazingwekkende 255 MPa ∙ m ^ 1/2. Deze waarde overtreft niet alleen alle in de handel verkrijgbare zuivere titanium en titaniumlegeringen, maar overtreft ook de breuktaaiheid van de meeste metalen materialen, wat bewijst dat titanium met een laag zuurstofgehalte momenteel een van de meest ductiele metaalmaterialen is die we kennen. Deze studie zorgde niet alleen voor een doorbraak in de prestaties vantitanium legeringen, maar onthulde ook voor het eerst de ultrahoge intrinsieke breuktaaiheid van titanium. Deze ontdekking breekt het traditionele inzicht dat de breuktaaiheid van titanium en titaniumlegeringen lager is dan 130 MPa ∙ m ^ 1/2, wat mogelijkheden biedt voor een bredere toepassing van titaniumlegeringen op verschillende gebieden.

In de lucht- en ruimtevaart worden titaniumlegeringen veel gebruikt vanwege hun uitstekende eigenschappen, zoals lichtgewicht, hoge sterkte en corrosieweerstand. De breuktaaiheid is echter altijd een sleutelfactor geweest die de toepassing ervan onder bepaalde kritische belastingsomstandigheden beperkt. De prestaties van dit onderzoeksteam leveren nieuwe ideeën op voor het verbeteren van de toepassing van titaniumlegeringen in de lucht- en ruimtevaart. Door het zuurstofgehalte te beheersen kan niet alleen de breuktaaiheid van titaniumlegeringen worden verbeterd, maar wordt ook verwacht dat dit de commercialisering van verwante producten zal bewerkstelligen en de ontwikkeling van de technologie van titaniumlegeringen verder zal bevorderen. Daarnaast voerde het onderzoeksteam ook diepgaand onderzoek uit naar de verbetering van de mechanische eigenschappen van dicht opeengepakte zeshoekige metalen en stelde een ontwerpschema voor legering voor. Door de uitgebreide activering van vervormingstweelingen te bevorderen en tweelinggrenzen te gebruiken om de dichte initiatie van dislocaties te vergemakkelijken, worden de mechanische eigenschappen van dicht opeengepakte hexagonale metalen aanzienlijk verbeterd. Deze ontdekking levert nieuwe ideeën en methoden op voor het reguleren van het vervormingsvermogen van dicht opeengepakte hexagonale metalen, en zal naar verwachting nieuwe vitaliteit injecteren in de technologische vooruitgang op aanverwante gebieden. De onderzoeksgroep heeft ook aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het bereiken van een goede omzetting van het fenomeen van door vaste opgeloste zuurstof veroorzaakte brosheid. Ze bedachten een techniek genaamd zuurstofinfiltratie met een metaaloppervlakgradiënt, waarbij metalen worden behandeld die gevoelig zijn voor zuurstofabsorptie in een zuurstofatmosfeer met hoge temperaturen, waardoor zuurstof van het metaaloppervlak naar het binnenste van het metaal kan diffunderen. Deze behandeling creëert een zuurstofconcentratiegradiënt van het oppervlak naar de binnenkant van het metalen materiaal, wat resulteert in een metaalmateriaal dat hoge sterkte en taaiheid combineert. De uitvinding van deze technologie levert nieuwe ideeën en methoden op voor de oppervlakteversterking van metalen materialen, wat naar verwachting de technologische innovatie op aanverwante gebieden zal bevorderen.

Naast de bovengenoemde prestaties heeft het onderzoeksteam ook diepgaand onderzoek gedaan naar de ductiele brosse overgang van metalen materialen en ontdekt dat de ductiele brosse overgang van kubieke metalen in het midden van het lichaam nauw verband houdt met de efficiëntie van dislocatiebronnen. Deze ontdekking biedt een nieuw perspectief voor het begrijpen van het vervormings- en breukgedrag van metalen materialen, evenals nieuwe ideeën en methoden voor het reguleren van de mechanische eigenschappen van metalen materialen. De revolutionaire doorbraak in de prestaties van titaniumlegeringen biedt deze keer niet alleen waardevolle inspiratie voor het ontwerp van titaniumlegeringen met hoge sterkte en hoge taaiheid, maar biedt ook mogelijkheden voor de toepassing van titaniumlegeringen in een breder scala aan gebieden. Met de verdere promotie en toepassing van deze prestatie hebben we reden om aan te nemen dat de prestaties van titaniumlegeringen aanzienlijk zullen worden verbeterd, en dat hun toepassingsbereik ook verder zal worden uitgebreid. Tegelijkertijd zullen de prestaties van het team op het gebied van onderzoek naar de invloed van zuurstof in vaste oplossingen, nieuwe technologische uitvindingen en de studie van het ductiele brosse overgangsmechanisme van metalen materialen ook nieuwe vitaliteit injecteren in de ontwikkeling van het gebied van metalen materialen.