W porównaniu z konwencjonalnymi stopami tytanu o wielkości ziarna (5-10 μm), ultradrobnoziarniste stopy tytanu mają nie tylko wyższą wytrzymałość i dobre dopasowanie do tworzyw sztucznych, ale także wyższą odporność na zużycie i lepszą biokompatybilność. Jest bardzo atrakcyjny w wielu ważnych dziedzinach zastosowań, takich jak lotnictwo i biomedycyna. Jednak przygotowanie i obróbka ultradrobnoziarnistych stopów tytanu jest niezwykle trudna, a stabilność termiczna mikrostruktury jest słaba. Te dwa wąskie gardła ograniczają rozwój i zastosowanie ultradrobnoziarnistych stopów tytanu.
Zespół Yang Ke z Instytutu Badań Metali Chińskiej Akademii Nauk od dawna zajmuje się podstawowymi i stosowanymi badaniami nowych metalowych materiałów medycznych. Niedawno członkowie zespołu Ren Ling, Wang Hai itp. Przyjęli pomysł projektowania mikrostruktury „dwufazowych powłok owijających ultradrobne kryształy równoosiowe” (ryc. 1), a jednocześnie poprawili mikrostrukturę i właściwości termiczne ultradrobnoziarnistych stopów tytanu zarówno z termodynamiki, jak i kinetyki. Wykorzystuje również połączenie konwencjonalnej obróbki cieplnej i obróbki termicznej w celu realizacji przygotowania na dużą skalę wyżej wymienionej mikrostruktury i rozwiązuje dwa problemy wąskiego gardła związane z trudnym przygotowaniem i obróbką ultradrobnoziarnistych stopów tytanu i słabą stabilność struktury, i uzyskuje doskonałą wydajność oraz bardzo drobnoziarnisty stop tytanu zawierający miedź o wysokiej stabilności termicznej. Niedawno powiązane wyniki badań zostały opublikowane online w Nature Communications.
Ryc. 1
W ostatnich latach zespół badawczy zaangażował się w zintegrowane badania i zastosowania struktury i funkcji biologicznej stopów tytanu zawierających miedź. Na podstawie dotychczasowych prac badawczych zespół zaproponował strategię otrzymywania „stopowania pierwiastków eutektoidalnych → hartowania → odkształcania na gorąco” (EQD) do otrzymywania ultradrobnoziarnistych stopów miedzi z tytanem (rys. 2). Pomysły projektowe dla mikrostruktury kryształów osiowych. Ta strategia umożliwia wytwarzanie na dużą skalę ultradrobnoziarnistych stopów Ti6Al4V5Cu o wielkości ziarna -Ti w zakresie 90–500 nm za pomocą konwencjonalnego sprzętu do obróbki termicznej (ryc. 2).
Ryc. 2
Jednocześnie dwufazowa struktura skorupy /Ti2Cu typu plastra miodu, powstająca podczas odkształcania termicznego, jest wykorzystywana do powlekania ziaren, co znacznie poprawia stabilność termiczną ultradrobnej struktury równoosiowego ziarna i zwiększa temperaturę niestabilności materiału do 973 K ( { {3}},55 Tm) (Rysunek 3). Wytrzymałość na rozciąganie w temperaturze pokojowej ultradrobnoziarnistego stopu Ti6Al4V5Cu wynosi do 1,5 GPa, a wydłużenie przekracza 10 procent. Przy 650 stopniach i szybkości odkształcania 0,01 s-1 wydłużenie przy rozciąganiu przekracza 1000 procent (ryc. 1), osiągając odkształcenie superplastyczne.
Ryc. 3
Ponadto ultradrobnoziarnisty stop Ti6Al4V{3}}Cu nie ulegał rozrostowi ziarna i wzrostowi w warunkach sprzężenia termomechanicznego rozciągania w wysokiej temperaturze (rys. 4). Ta strategia EQD nie tylko realizuje przygotowanie struktury ultradrobnoziarnistej o wysokiej wydajności i stabilności termicznej innych stopów tytanu, takich jak TiCu i TiZrCu, ale została również rozszerzona na inne systemy stopowe, w tym materiały żelazne i stalowe, w celu przygotowania ultradrobnoziarnistych materiałów metalowych . Zapewnia nowe podejście i ma ogromne znaczenie w projektowaniu i badaniach ultradrobnoziarnistych materiałów metalicznych.
Ryc. 4
Powyższe prace zostały wykonane przez zespół Yang Ke i Ren Ling z Institute of Metals, zespół Qiu Donga z Royal Melbourne Institute of Technology w Australii oraz zespół Chen Xingqiu z Shenyang National Research Center for Materials Science Instytutu Metali. Asystent naukowy Wang Hai z Instytutu Metali jest pierwszym autorem, a badacz Renling Project Researcher z Instytutu Metali i profesor Qiu Dong z Uniwersytetu RMIT są autorami korespondującymi.
O nas & Kontakt
TopTiTech to chiński producent specjalizujący się w produkcji i produkcji tytanowych porowatych elementów filtracyjnych oraz wyrobów ze stopów tytanu. Ma nie tylko własny warsztat, ale także zaawansowany sprzęt oraz profesjonalnych techników badawczo-rozwojowych i produkcyjnych. Mamy nadzieję, że będziemy mieli okazję poznać nowych i starych przyjaciół w kraju i za granicą. Mając nadzieję na nawiązanie współpracy i wspólny rozwój.
Strona główna:http://www.toptitech.com
TEL: plus 8618992731201
FAKS: 0917-3873009
E-MAIL:zhangjixia@bjygti.com
DODAJ: 1502, blok A, budynek Chuang Yi
Nr 195, Gaoxin Avenue, High-tech Development Zone, Baoji City, Shaanxi, Chiny
