Sobre los cielos del sector aeroespacial, bajo las olas de la exploración de aguas profundas-y dentro de las posiciones centrales de la construcción de defensa nacional, las aleaciones de titanio, como la "estrella de los materiales livianos avanzados", siempre han cumplido con las expectativas de rendimiento de campos críticos. Sin embargo, durante mucho tiempo, el "triángulo imposible" entre un alto límite elástico, un alto alargamiento uniforme y una alta tenacidad a la fractura, así como el problema de fragilidad causado por el alto contenido de oxígeno, han sido dos puntos importantes de la industria que restringen la confiabilidad del servicio de las aleaciones de titanio. La situación actual, en la que el alargamiento uniforme de las aleaciones de titanio de alta-resistencia es solo de un pequeño porcentaje, dificulta liberar plenamente su potencial de aplicación.
Recientemente, un equipo de investigación chino entregó noticias innovadoras-al abordar los obstáculos en el rendimiento de - aleaciones de titanio (los principales materiales utilizados en la industria del titanio). El equipo propuso de manera innovadora una estrategia de diseño dual de "control de microestructura y coincidencia precisa de procesos". Esta estrategia superó con éxito la -compensación- de larga data entre el límite elástico y el alargamiento uniforme, y resolvió inesperadamente el persistente problema de la fragilización causada por el alto contenido de oxígeno que ha afectado a la industria durante años.
El principal avance del equipo proviene del control preciso de la microestructura: centrándose en dos características clave: - la morfología y el tamaño de los granos originales y la - estructura laminar. Al controlar la formación de granos finos equiaxiales, el equipo mejoró efectivamente la uniformidad estructural y redujo la anisotropía, mientras que una proporción razonable de oxígeno y hierro promovió aún más la transformación de granos columnares a granos equiaxiales. En cuanto al procesamiento, al comparar diferentes técnicas de fabricación en términos de velocidades de enfriamiento y flexibilidad de diseño, el equipo finalmente seleccionó el proceso de fusión láser de lecho de polvo (PBF-LB)-su velocidad de enfriamiento ultra-alta de 10⁵–10⁷ grados/s puede refinar significativamente los granos. Los tratamientos de recocido posteriores lograron múltiples objetivos, incluido el alivio de la tensión residual, la eliminación de fases metaestables y la optimización de la estructura laminar -, despejando el camino para una transferencia de deslizamiento suave a lo largo de los planos del prisma.
Este marco integrado de "diseño de microestructura y optimización de procesos" no solo logró un salto en el rendimiento de la aleación de titanio, sino que también conlleva múltiples valores industriales: resolver el problema de la alta-fragilidad por oxígeno relaja los requisitos de contenido de oxígeno de la materia prima, lo que mejora en gran medida la utilización del material; La aplicación del proceso PBF-LB combinada con simulación inteligente y técnicas experimentales de alto-rendimiento reducirá aún más los costos de I+D y acelerará la iteración tecnológica, allanando el camino para la producción a gran-escala de aleaciones de titanio de alto-rendimiento.
Desde el control microscópico en el laboratorio hasta la habilitación de aplicaciones en campos clave, los resultados de la investigación del equipo no solo demuestran las capacidades innovadoras-de primer nivel de los equipos de investigación chinos en el desarrollo de aleaciones de titanio, sino que también brindan soporte central para las actualizaciones de materiales en industrias críticas como los sectores aeroespacial, de defensa, marino y médico. En el futuro, con una iteración tecnológica y una transformación industrial continuas, este avance seguirá inyectando un fuerte impulso al desarrollo de la industria manufacturera de alto nivel- de China, fortaleciendo la confianza y la estabilidad del "Hecho en China" en el campo de los materiales.
