Aloi Titanium adalah bahan ringan yang maju, sangat diperlukan untuk banyak aplikasi kritikal. Tanah utama industri titanium adalah - aloi titanium, yang dirumuskan melalui penambahan pengaliran yang menstabilkan fasa dan fasa. Kerja kami memberi tumpuan kepada memanfaatkan dua elemen dan penguat penstabilan yang paling kuat untuk - aloi titanium, oksigen dan besi, yang mudah banyak. Walau bagaimanapun, kesan oksigen yang digambarkan secara colloquially sebagai 'kryptonite to titanium, dan microsegregation besi telah menghalang gabungan mereka untuk pembangunan aloi yang kuat dan mulur - titanium -oksigen -besi. Di sini kita mengintegrasikan reka bentuk aloi dengan reka bentuk proses pembuatan tambahan (AM) untuk menunjukkan satu siri komposisi Titanium -Oxygen -Iron yang mempamerkan sifat tegangan yang luar biasa. Kami menerangkan asal-usul skala atom ini menggunakan pelbagai teknik pencirian. Kelimpahan oksigen dan besi dan kesederhanaan proses untuk pembuatan bentuk bersih atau b-net-bentuk oleh AM Buat ini-aloi titanium-oksigen-besi yang menarik untuk pelbagai aplikasi. Selain itu, mereka menawarkan janji untuk penggunaan skala perindustrian titanium span luar atau span titanium-oxygen-iron, produk sisa industri pada masa ini. Potensi ekonomi dan alam sekitar untuk mengurangkan jejak karbon pengeluaran titanium span intensif tenaga adalah besar.
Kebanyakan aloi titanium perindustrian (TI) mempunyai mikrostruktur berdasarkan dua fasa asas Ti, heksagon yang berkemas (HCP) dan padu berpusatkan badan (BCC). Diwakili oleh Ti -6al -4V (wt% digunakan sepanjang kecuali ditentukan), - aloi Ti adalah tulang belakang industri TI1,2. Mereka boleh membentuk mikrostruktur yang terdiri daripada lamellar-dengan hubungan orientasi berhampiran burger, equiaxed dan atau globular di antara-lamellae. Setiap mikrostruktur ini mempunyai merit dan kelemahan, membuat aloi ti serba boleh untuk aplikasi perindustrian yang pelbagai. Ini, lamellar - mikrostruktur telah digunakan secara umum.
Isu dengan O sebagai penstabil fasa utama di Ti adalah kesannya yang melengkapkan kerana interaksi yang kuat dengan dislokasi semasa ubah bentuk. Tambahan pula, o mengubah fasa equilibria, mempromosikan pembentukan pelengkap2-phase (Ti3Al). Kekangan ini telah membawa kepada peraturan reka bentuk empirikal berikut untuk aloi industri: al + 10 (o + c + 2 n) + 1\/3sn + 1\/6zr\/6zr\/6zr\/6zr\/6zr\/6zr< 9.0% . For Ti–6Al–4V, this design rule requires less than 0.12% O at 0.05% N and 0.08% C, which was relaxed to 0.13% O for Grade 23 Ti–6Al–4V and 0.20% O for Grade 5 Ti–6Al–4V. Following this rule, a lower Al content allows for a higher O content. Indeed, the latest industrial α–β Ti alloy ATI 425 (Ti–4.5Al–3V–1.8Fe–0.3O), allows 0.3% O maximum because of its lower Al content, for which the above empirical rule accepts a maximum of 0.31% O. If no Al is included, this rule allows a maximum of 0.72% O.
Lebih banyak pilihan wujud untuk penstabil -penstabil di Ti, dengan Fe menjadi yang paling berkesan dan murah. Tambahan pula, Fe adalah penstabil fasa kedua yang paling ringan. Walau bagaimanapun, penggunaannya telah dikekang oleh pembentukan Fe -stabilisasi -flecks semasa pemejalan ingot (sehingga sentimeter dalam saiz; nota tambahan 1), yang dapat mempengaruhi sifat mekanik. Oleh itu, penggunaan FE biasanya terhad kepada kira -kira 2% dalam aloi TI industri seperti ATI 425 dan Ti -10V -2FE -3AL.
