Πάνω από τους ουρανούς της αεροδιαστημικής, κάτω από τα κύματα της εξερεύνησης-βαθιάς θάλασσας και στις βασικές θέσεις της κατασκευής εθνικής άμυνας, τα κράματα τιτανίου, ως το «αστέρι των προηγμένων ελαφρών υλικών», έφεραν πάντα τις προσδοκίες απόδοσης κρίσιμων πεδίων. Ωστόσο, για μεγάλο χρονικό διάστημα, το «αδύνατο τρίγωνο» μεταξύ της υψηλής αντοχής διαρροής, της υψηλής ομοιόμορφης επιμήκυνσης και της υψηλής αντοχής στη θραύση, καθώς και το πρόβλημα ευθραυστότητας που προκαλείται από την υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο, ήταν δύο βασικά σημεία πόνου της βιομηχανίας που περιορίζουν την αξιοπιστία των κραμάτων τιτανίου. Η τρέχουσα κατάσταση, όπου η ομοιόμορφη επιμήκυνση των κραμάτων τιτανίου υψηλής- αντοχής είναι μόνο λίγα τοις εκατό, καθιστά δύσκολη την πλήρη απελευθέρωση του δυναμικού εφαρμογής τους.
Πρόσφατα, μια κινεζική ερευνητική ομάδα παρέδωσε πρωτοποριακά νέα-για την αντιμετώπιση των προβλημάτων απόδοσης των κραμάτων τιτανίου - (τα κύρια υλικά που χρησιμοποιούνται στη βιομηχανία τιτανίου). Αυτή η στρατηγική ξεπέρασε με επιτυχία το μακροχρόνιο-διαρκές εμπόριο-μεταξύ της αντοχής απόδοσης και της ομοιόμορφης επιμήκυνσης και έλυσε απροσδόκητα το επίμονο πρόβλημα της ευθραυστότητας που προκαλείται από την υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο που μαστίζει τη βιομηχανία εδώ και χρόνια!
Η σημαντική ανακάλυψη της ομάδας προέρχεται από τον ακριβή έλεγχο της μικροδομής: την εστίαση σε δύο βασικά χαρακτηριστικά- τη μορφολογία και το μέγεθος των αρχικών κόκκων και την - ελασματική δομή. Με τον έλεγχο του σχηματισμού λεπτών ισοαξονισμένων κόκκων, η ομάδα βελτίωσε αποτελεσματικά τη δομική ομοιομορφία και μείωσε την ανισοτροπία, ενώ μια λογική αναλογία οξυγόνου και σιδήρου προώθησε περαιτέρω τον μετασχηματισμό από στηλώδεις σε ισοαξονικούς κόκκους. Από την πλευρά της επεξεργασίας, συγκρίνοντας διαφορετικές τεχνικές κατασκευής όσον αφορά τους ρυθμούς ψύξης και την ευελιξία σχεδιασμού, η ομάδα τελικά επέλεξε τη διαδικασία σύντηξης λέιζερ σε σκόνη (PBF{4}}LB)-τον εξαιρετικά-υψηλό ρυθμό ψύξης 105–107 βαθμού ανά δευτερόλεπτο μπορεί να είναι σημαντικά. Οι επακόλουθες επεξεργασίες ανόπτησης επέτυχαν περαιτέρω πολλαπλούς στόχους, συμπεριλαμβανομένης της ανακούφισης της υπολειπόμενης πίεσης, της εξάλειψης των μετασταθερών φάσεων και της βελτιστοποίησης της - ελασματικής δομής, ανοίγοντας τον δρόμο για ομαλή μεταφορά ολίσθησης κατά μήκος των επιπέδων πρίσματος.
Αυτό το ολοκληρωμένο πλαίσιο "σχεδίασης μικροδομών και βελτιστοποίησης διεργασιών" όχι μόνο πέτυχε ένα άλμα στην απόδοση του κράματος τιτανίου, αλλά φέρει επίσης πολλαπλές βιομηχανικές αξίες: η επίλυση του προβλήματος της υψηλής ευθραυστότητας του οξυγόνου χαλαρώνει τις απαιτήσεις περιεκτικότητας σε οξυγόνο πρώτης ύλης, βελτιώνοντας σημαντικά τη χρήση του υλικού. η εφαρμογή της διαδικασίας PBF-LB σε συνδυασμό με την έξυπνη προσομοίωση και τις πειραματικές τεχνικές υψηλής-απόδοσης θα μειώσει περαιτέρω το κόστος Ε&Α και θα επιταχύνει την επανάληψη της τεχνολογίας, ανοίγοντας το δρόμο για παραγωγή μεγάλης-κλίμακας-κράματα τιτανίου υψηλής απόδοσης.
Από τον μικροσκοπικό έλεγχο στο εργαστήριο έως την ενεργοποίηση εφαρμογών σε βασικούς τομείς, τα ερευνητικά αποτελέσματα της ομάδας όχι μόνο καταδεικνύουν τις κορυφαίες-καινοτόμες ικανότητες των κινεζικών ερευνητικών ομάδων στην ανάπτυξη κράματος τιτανίου, αλλά παρέχουν επίσης βασική υποστήριξη για αναβαθμίσεις υλικών σε κρίσιμες βιομηχανίες όπως η αεροδιαστημική, η άμυνα, η ναυτιλία και οι ιατρικοί τομείς. Στο μέλλον, με συνεχή τεχνολογική επανάληψη και βιομηχανικό μετασχηματισμό, αυτή η σημαντική ανακάλυψη θα συνεχίσει να δίνει ισχυρή ώθηση στην ανάπτυξη της μεταποιητικής βιομηχανίας υψηλού επιπέδου της Κίνας, ενισχύοντας την εμπιστοσύνη και τη σταθερότητα του "Made in China" στον τομέα των υλικών.
