На фона на процъфтяващото развитие в индустрията за титаниеви сплави, конвенционалната титанова сплав TC4, най-широко използваният основен материал за аерокосмически, енергийни и морски приложения, отдавна е измъчван от -промишлено тясно място на компрометирана якост и издръжливост: щом материалът отговаря на определени изисквания за якост, неговата якост на счупване се влошава значително. Лесно се напуква започват при условия на експлоатация, включващи редуващи се циклични натоварвания, резки високи-ниски температурни колебания и корозивни среди, силно ограничаващи по-нататъшното внедряване на титаниеви продукти в оборудване от висок-клас. Наскоро изследователски екип от Факултета по материали на университета Zhejiang си сътрудничи с изследователски институти в университета Кумамото, Япония, за разработване на нова + търговска титанова сплав с 30% подобрение на якостта без промяна на основния химически състав или компрометиране на първоначалната механична якост. Този пробив привлече голямо внимание в индустрията.
Съсредоточен върху фундаменталните изследвания на механизмите на материалите, университетът Zhejiang проследи фазовата трансформация между и фазите на титанови сплави в микромащаб, използвайки усъвършенствана in{0}}електронна микроскопия и технологии за характеризиране на синхротронно лъчение. Междувременно университетът Кумамото се съсредоточи върху изпитването на механиката на счупване и проверката на процесите на промишлена термична обработка. Допълващите се силни страни на двете изследователски групи преобърнаха конвенционалното мислене за развитие на подобряване на характеристиките на сплавта чрез допинг от благороден метал. Чрез прецизно поетапна термична обработка, йерархично бимодална микроструктура, състояща се от редуващи се едри и фини зърна, е изградена вътре в матрицата на сплавта. Случайно разположените -фазови зърна отклоняват пътищата на разпространение на пукнатини и разсейват енергията на счупване, докато ултра-фино{7}}зърнеста -фаза поддържа цялостната структурна здравина, постигайки ефективно заздравяване на микроскопично ниво.
Сертификационните-тестове на трети страни потвърждават, че новата сплав осигурява якост на опън, еквивалентна на конвенционалната TC4, заедно с 30% по-висока якост на счупване в сравнение с националните стандартни показатели. Допълнителни подобрения са постигнати и в пластичността, криогенната якост и устойчивостта на умора. Най-важното е, че процесът на модификация е напълно съвместим със съществуващите производствени линии за титан топене, валцуване и коване, позволявайки масово производство на съществуващо оборудване и намалявайки производствените разходи.
За промишлено внедряване разработената сплав служи не само за окончателно формоване на титанови листове, но и като суровина за пластини с титан-стоманено покритие. Целевите приложения включват топлообменници за съоръжения за производство на електроенергия, охлаждащи компоненти за офшорна вятърна енергия и аерокосмически структурни части, отговарящи на строги критерии за избор на материали за местни и международни производители на енергийно оборудване. Тази иновация открива иновативен технически път за местно локализиране на Китайски-висок клас титанови материали и подобрение на производителността на плакирани продукти.
