Izmjena topline za pritisak: efikasan put za obradu legura od titana

Titanijum, deveti najbogatiji element na zemlji 0010010 # 39, kora se može naći u širokom rasponu svakodnevnih predmeta kao što su bicikli, sportski rekviziti, tehnologija, pa čak i novi Appleov kredit kartica.

Kao konstrukcijski metaltitanijumje poznata po izvrsnoj snazi ​​(bliskoj čvrstoći željeza) i značajno niskoj gustoći (dvostruko manjoj od željeza), pronalazeći primjene u zrakoplovnoj i automobilskoj industriji. Međutim, njegova široka upotreba je i dalje daleko ispod konkurentskih metala poput čelika i aluminija zbog svoje ekonomične i termički skupe obrade.

S obzirom na ograničenja s kojima je suočena tokom obradetitanske legure, istraživači sa Međunarodnog univerziteta Florida, preuzeli su na sebe da otkriju 0010010 nbsp; brz i efikasan put za preradu legura titana 0010010 nbsp; za koje je potrebno i do 50% manje toplote. Nepregledani prozor za obradu na niskim temperaturama ne samo da ima prednosti u preradi titanovih legura, već otvara i mogućnosti za buduća istraživanja koja istražuju proizvodnju novih kompozita na bazi titana.

Predloženi put obrade ima koristi od istovremeno primijenjenih niskih temperatura (do 650oC) i visoki pritisci (do 555 MPa) u sinterovanju plazme iskre (SPS) radi postizanja potpuno gustog dela od početnog oblika praha. Autori pripisuju ovaj upečatljivi nalaz „masovnim transportnim mehanizmima potpomognutim visokim pritiskom i induciranim mehanizmima plastične deformacije“ tokom prerade legure da bi se dobili delovi sa konkurentnim mehaničkim i strukturalnim funkcionalnostima u poređenju sa titanovim legurama koje se obrađuju na visokoj temperaturi.

Tim je pokazao da na niskim temperaturama čestice praha legure iskazuju veće napore od plastike i potiču njihovo zgušnjavanje. Visoki nivoi naprezanja dokazani su u obliku deformacija karakterističnih za leguru na atomskoj skali pomoću tehnika prenosne elektronske mikroskopije.

AA_figure-1

Prozor za obradu na niskim temperaturama za leguru titanijuma koristeći različite tehnike.

Intitanijum, atomi su usko upakirani u šesterokutnu strukturu - ograničeno kretanje atoma u kristalu čini ih ograničenim ravninama i smjerovima u kojima lako dolazi do deformacije. Dakle, u prisustvu kompresijskih naprezanja poput onih iskusnih tokom obrade, deformacije su prilagođene klizanju i rasporedu atoma po zrcalnim ravninama kako bi se stvorili blizanci. Ove jedinstvene osobine pronađene su u mikrostrukturi titana koji se obrađuje u režimima niske temperature i zaslužni su za odličan mehanički odziv.

U naprijed, ova tehnika nudi efikasnu alternativu za preradu titanovih legura ublažavanjem dosadašnjih iscrpnih rasporeda visokih temperatura. Pored toga, istraživački tim smatra da su neviđeni režimi niskih temperatura korisni u preradi kompozita titanijumskih matrica koji su se ranije smatrali izazovom zbog nekompatibilnih prozora za obradu.

Napisao: Arvind Agarwal

Reference: Jenniffer Bustillos et al. ' 0010010 nbsp;Izuzetno nisko temperaturno zgušnjavanje legura titana od iskričavog plazma sinterovanja.'Napredni inženjerski materijali (2020). DOI: 10. 1002 / adem. 2020 00076