Chèchè MIT yo idantifye wout ki mennen nan alyaj Titàn ki pi fò

Yo dekri rezilta yo nan jounal Advanced Materials, nan yon papye Shaolou Wei ScD '22, Pwofesè C. Cem Tasan, postdoc Kyung-Shik Kim, ak John Foltz ki soti nan ATI Inc. Amelyorasyon yo, ekip la di, rive nan adapte a. konpozisyon chimik ak estrikti lasi nan alyaj la, pandan y ap tou ajiste teknik yo pwosesis yo itilize yo pwodwi materyèl la nan yon echèl endistriyèl.

Titàn alyaj yo te enpòtan paske nan pwopriyete eksepsyonèl mekanik yo, rezistans korozyon, ak ki lejè konpare ak asye. Atravè seleksyon atansyon eleman alyaj yo ak pwopòsyon relatif yo, ak fason yo trete materyèl la, "ou ka kreye estrikti divès kalite, e sa kreye yon gwo lakou rekreyasyon pou ou jwenn bon konbinezon pwopriyete, tou de pou tanperati kriyojenik ak ki wo." Tasan di.

Men, sa gwo asòtiman de posiblite klòch mande yon fason pou gide sélections yo pou pwodwi yon materyèl ki satisfè bezwen espesifik yon aplikasyon an patikilye. Analiz ak rezilta eksperimantal ki dekri nan nouvo etid la bay konsèy sa a.

Estrikti nan alyaj Titàn, tout wout la desann nan echèl atomik la, gouvène pwopriyete yo, Tasan eksplike. Ak nan kèk alyaj Titàn, estrikti sa a se menm pi konplèks, ki te fòme ak de diferan faz melanje, ke yo rekonèt kòm faz yo alfa ak beta.

"Estrateji kle nan apwòch konsepsyon sa a se pran konsiderasyon diferan echèl," li te di. "Yon echèl se estrikti kristal endividyèl la. Pou egzanp, lè w chwazi eleman alyaj yo ak anpil atansyon, ou ka gen yon estrikti kristal pi ideyal nan faz alfa a ki pèmèt mekanis deformation patikilye. Lòt echèl la se echèl polikristal la, ki enplike entèraksyon. nan faz alfa ak beta yo. Se konsa, apwòch ki swiv isit la enplike nan konsiderasyon konsepsyon pou tou de."

Anplis de sa nan chwazi materyèl yo alyaj dwa ak pwopòsyon, etap nan pwosesis la te tounen soti yo jwe yon wòl enpòtan. Yon teknik ki rele kwa-woule se yon lòt kle pou reyalize konbinezon eksepsyonèl fòs ak duktilite, ekip la te jwenn.

Travay ansanm ak chèchè ATI a, ekip la teste yon varyete alyaj anba yon mikwoskòp elektwon optik pandan y ap defòme, revele detay sou fason mikwostrikti yo reponn a chaj mekanik ekstèn. Yo te jwenn ke te gen yon seri patikilye nan paramèt - nan konpozisyon, pwopòsyon, ak metòd pwosesis - ki bay yon estrikti kote faz alfa ak beta yo pataje deformation an inifòm, diminye tandans nan fann ki gen anpil chans rive ant faz yo lè yo reponn. yon fason diferan. "Faz yo defòme an amoni," Tasan di. Repons sa a koperativ nan deformation ka bay yon materyèl siperyè, yo te jwenn.

"Nou te gade estrikti materyèl la pou konprann de faz sa yo ak mòfoloji yo, epi nou te gade chimi yo lè nou te fè analiz chimik lokal yo nan echèl atomik la. Nou te adopte yon gran varyete teknik pou quantifier plizyè pwopriyete materyèl la atravè echèl longè miltip, di Tasan, ki se POSCO Pwofesè nan Syans Materyèl ak Jeni ak yon pwofesè asosye nan metaliji "Lè nou gade nan pwopriyete yo an jeneral" nan alyaj yo Titàn pwodwi dapre sistèm yo, "pwopriyete yo pi bon pase alyaj konparab."

Sa a te sipòte rechèch akademik endistri ki vize a pwouve prensip konsepsyon pou alyaj ki ka pwodwi komèsyalman nan echèl, dapre Tasan. "Sa nou fè nan kolaborasyon sa a se reyèlman nan yon konpreyansyon fondamantal nan plastik plastik," li te di. "Nou montre ke estrateji konsepsyon sa a valide, epi nou montre syantifikman ki jan li fonksyone," li ajoute, remake ke gen anpil plas pou plis amelyorasyon.

Kòm pou aplikasyon potansyèl nan rezilta sa yo, li di, "Pou nenpòt aplikasyon aerospace kote yon konbinezon amelyore nan fòs ak duktilite yo itil, sa a kalite envansyon ap bay nouvo opòtinite."

Travay la te sipòte pa ATI Specialty Rolled Products ak enstalasyon itilize nan MIT Nano ak Sant pou Sistèm Nanoskal nan Inivèsite Harvard.