{首页主词},&

眾多鈦合金中誰是”強度王“

2016-04-14 11:08:34 作者：本網整理來源：

　　最新研究表明，一種新型改進鈦合金已經出現在市面上，其強度優于其他任何的工業鈦合金，成本卻更低，因此有望運用于汽車零件的輕量化。

　　鈦金屬的重量大約只有低碳鋼的45%，由于比強度高，抗腐蝕性能優異等特點被廣泛應用在各個工業領域。它經常與一些其他的金屬混合，以此進一步提高強度。早在50年前，金屬學家們就開始將鈦與價格更為低廉的釩、鋁金屬混合，但制得的Ti185合金強度卻時高時低，只有當鐵元素聚集在特定區域，在材料中形成β區缺陷時，才能夠達到很高的強度，因此Ti185合金在工業生產中極不穩定，產品質量參差不齊。

　　6年前，太平洋西北國家實驗室的研究人員針對以上問題，使用氫化鈦粉末替代了熔融態鈦金屬，驚奇地發現改變這一原料，材料加工時間將會減半，所需能量也大大降低。

　　但是只改變原料還遠遠不夠，為了得到更高強度，更低成本的工業鈦合金，科研人員們一步步改善著鈦合金的熱處理工藝。就像中世紀的鐵匠在熔爐旁手工鍛造揮灑著勤勞的汗水，實驗室的研究人員們在科學的探索中奉獻著熱血的青春。最終，他們找到了最合適的熱處理溫度，并且發現在較低溫度熱處理之前通過使用高溫預處理，得到的鈦合金比目前市面上的鈦合金強度高出10%到15%。對于在汽車零件上的應用，雖然鈦合金成本相比于鋼鐵仍然較高，但是比鋼鐵高一倍的強度，大大提高了鈦合金的競爭力。

　　4月1號，在 Nature Communications上發表的文章表明，研究人員通過對以上熱處理后的鈦合金進行原子探針層析成像系統分析，進一步研究了單個原子在三維結構上的分布規律。也就是在1450華氏度的高溫處理后，材料微觀組織中出現了納米和微米沉淀區域——在β基體上出現了聚集的α相，而鋁原子和鈦原子傾向于向納米尺度的α相沉淀中移動，釩原子和鐵原子則存在于β基體中。這獨特的納米層次結構就是能夠得到目前最高強度的鈦合金的原因。

　　就像科研人員之一的Devaraj說的那樣，我們現在知道了鈦合金為何能夠達到如此高的強度，明白了它微觀結構上發生了什么變化，因此可以大膽推測，我們也能夠通過改變其他金屬的微觀結構，來進一步改進它們的性能。鋁比鈦廉價，如果將鋁合金制成與Ti185一樣的納米層次結構，也許那也能夠推動汽車輕量化的發展。

更多關于材料方面、材料腐蝕控制、材料科普等方面的國內外最新動態，我們網站會不斷更新。希望大家一直關注中國腐蝕與防護網http://www.ecorr.org

責任編輯：班英飛

《中國腐蝕與防護網電子期刊》征訂啟事
投稿聯系：編輯部
電話：010-62313558-801
郵箱：ecorr_org@163.com
中國腐蝕與防護網官方 QQ群：140808414