Sian Jiaotong universiteti tadqiqotchilari titanning o'ta yuqori o'ziga xos sinishiga chidamliligini aniqladilar.

Yengilligi, yuqori quvvati va korroziyaga chidamliligi bilan mashhur titan va titanium qotishmalari aerokosmik, dengiz muhandisligi va biotibbiyot sohalarida keng qo'llanilgan. So'nggi yillarda sanoat sohasida "zararga chidamlilik" dizayn kontseptsiyasining doimiy rivojlanishi bilan titanning sinish chidamliligiga bo'lgan talab ham sezilarli darajada oshdi. Biroq, o'nlab yillar davomida qotishma dizayni va qayta ishlash yaxshilanishiga qaramay, titanium va titanium qotishmalarining sinish chidamliligi 130 MPa∙m1/2 dan past bo'lib qoldi, bu ba'zi ostenitik zanglamaydigan po'latlar va yuz markazli kubik o'rta/yuqori entropiyali qotishmalarga qaraganda ancha past ( sinish chidamliligi 200 MPa∙m1/2 dan ortiq). Ushbu cheklash titanium va titanium qotishmalarini tanqidiy yuklash sharoitida qo'llashga to'sqinlik qildi.

Metall materiallarning sinish chidamliligining yaxshilanishi, birinchi navbatda, yoriq uchida plastik deformatsiya zonasini kengaytirish orqali yoriqlar tarqalishiga to'sqinlik qiluvchi ularning ichki qattiqlashuv mexanizmlariga bog'liq. Boshqacha qilib aytadigan bo'lsak, plastik zona qanchalik katta bo'lsa, sinish chidamliligi shunchalik yuqori bo'ladi. Yuz markazlashtirilgan kubik va tana markazli kubik metallar bilan solishtirganda, titan olti burchakli yaqin o'ralgan tuzilishga ega, pastki panjara simmetriyasini namoyish etadi, bu esa prizmatikni faollashtirishni osonlashtiradi.moslashish uchun sirpanishyo'nalish deformatsiyasi. Biroq, moslashish uchun-eksa deformatsiyasi, deformatsiyaning egizaklashishi yoki piramidalning faollashishislip zarur. Deformatsiyaning egizaklari odatda bir tomonlama bo'lib, faqat kichik plastik shtammlarni sig'dira oladi. Binobarin, sezilarli miqdorda piramidalslip von Mises mezoniga javob berish uchun faollashtirilishi kerak, bu plastik deformatsiyani muvofiqlashtirish uchun kamida beshta mustaqil slip tizimini talab qiladi. Shunga qaramay, piramidal uchun kritik hal qilingan kesish stressisirpanish yuqori va uning chekka dislokatsiya komponenti parchalanishga moyil bo'lib, deformatsiyani vida dislokatsiyasi komponenti bilan muvofiqlashtirish va sezilarli darajada o'z-o'zini ko'paytirishga erishish qiyin. ning kamligi-eksa deformatsiya mexanizmlari yoriq uchida yuqori zichlikdagi yagona plastik deformatsiyaga erishishning cheklangan qobiliyatiga olib keladi va shu bilan titan va titanium qotishmalarining sinish chidamliligini cheklaydi.

Ushbu muammoni hal qilish va titanning sinish chidamliligining to'liq potentsialini ochish uchun Sian Jiaotong universitetining Materialshunoslik va muhandislik fakulteti professori Xan Veyzhong boshchiligidagi tadqiqotchilar sof titanning sinish chidamliligi bo'yicha tizimli tadqiqot o'tkazdilar. Ular titandagi kislorod aralashmalari uning sinish chidamliligining etarli emasligiga hissa qo'shadigan asosiy omil ekanligini aniqladilar. Kislorodli aralashmalarning iz miqdori ham titandagi deformatsiyaning egizak va dislokatsiya faolligini inhibe qilishi mumkin, bu esa yoriq uchida bir xil plastik deformatsiya qobiliyatini sezilarli darajada kamaytiradi. Sof titandagi kislorod aralashmalari miqdorini {0}}.14 ogʻirlikdagi% dan kam kislorodli titaniumdagi 0,02 ogʻirlikdagi% gacha kamaytirish orqali tadqiqot guruhi sinish chidamliligini 117 MPa∙m1/dan sezilarli darajada oshirishga erishdi. 2 dan 255 MPa∙m1/2 gacha. Ushbu yutuq titanium va titanium qotishmalarining sinishiga chidamliligi, shuningdek, ko'pgina metall materiallarning sinishidan ustundir, bu esa kam kislorodli titanni hozirgi kunga qadar ma'lum bo'lgan eng qattiq metall materiallardan biriga aylantiradi.

Tadqiqot nafaqat titanning o'ta yuqori o'ziga xos sinish chidamliligini ochibgina qolmay, balki titanning sinish chidamliligi tabiatan 130 MPa∙m1/2 dan past bo'lganligi haqidagi an'anaviy ishonchni ham buzdi. Kislorod miqdorining sezilarli darajada kamayishi boshlash qiyinligini yengib chiqdi-xona haroratida olti burchakli yaqin qadoqlangan titanda eksa deformatsiyasi rejimlari. Bundan tashqari, tadqiqot yangi progressiv qattiqlashuv mexanizmini ochib berdi: kislorod miqdorining kamayishi yoriq uchida deformatsiya egizaklarining massiv faollashuvini osonlashtirdi (3-rasm), bu samarali dislokatsiya manbalari bo'lib xizmat qildi va ko'p miqdordagi zararli moddalarni chiqaradi.dislokatsiyalar (4-rasm). Odatda xona haroratida boshlash qiyin bo'lgan bu ikki deformatsiya rejimining sezilarli faollashuvi past kislorodli titaniumning yoriq uchida bir xil deformatsiya qobiliyatini, deformatsiya zichligini va plastik zona o'lchamini sezilarli darajada oshirdi, yoriq uchini samarali ravishda to'mdirdi va namoyon bo'ldi. misli ko'rilmagan sinish chidamliligi.

Ushbu yangi mustahkamlovchi mexanizm va muhim nopoklik tarkibini kamaytirish strategiyasi yuqori zararga chidamli titanium qotishmalarini loyihalash uchun yangi tushunchalar beradi. Tadqiqot natijalari nufuzli "Advanced Materials" xalqaro akademik jurnalida "Titaniumning ichki yuqori sinish chidamliligini kamaytirish orqali kislorodli aralashmalar tarkibini ochish" sarlavhasi ostida chop etildi. Maqolaning birinchi muallifi Xi'an Jiaotong universiteti doktoranti Zou Xiaowei va hammuallif mualliflar professorlar Xan Weizhong va Ma Endir. Sian Jiaotong universiteti bu ish uchun yagona tegishli muassasa bo'lib, Xitoyning Milliy tabiiy fanlar jamg'armasi va Sian Jiaotong universitetining yosh iste'dodlarni qo'llab-quvvatlash dasturi tomonidan qo'llab-quvvatlangan.