سبائك التيتانيوم هي مواد خفيفة الوزن متقدمة ، لا غنى عنها للعديد من التطبيقات الهامة. الدعامة الأساسية لصناعة التيتانيوم هي - سبائك التيتانيوم ، والتي يتم صياغتها من خلال إضافات السبائك التي تستقر على المراحل. يركز عملنا على تسخير اثنين من أقوى العناصر التي تستقر وتقوية من سبائك التيتانيوم والأكسجين والحديد ، والتي هي وفير بسهولة. ومع ذلك ، فإن التأثير الحارق للأوكسجين وصف بالعامية بأنه "الكريبتونيت إلى التيتانيوم ، وقد أعاق التجميع الدقيق للحديد مزيجها من أجل تطوير سبائك القوية والدوائية - التيتانيوم - الأكسجين. نحن هنا ندمج تصميم السبائك مع تصميم عملية التصنيع المضاف (AM) لإظهار سلسلة من التراكيب من التيتانيوم - الأكسجين - الجليد التي تظهر خصائص شد متميزة. نوضح الأصول الذرية لهذه الخصائص باستخدام تقنيات التوصيف المختلفة. وفرة الأكسجين والحديد وعملية البساطة لتصنيع الشكل الشبكي أو القريب من الشبكة من قبل AM تجعل هذه سبائك التيتانيوم-الأكسجين-الجيون جذابة لمجموعة متنوعة من التطبيقات. علاوة على ذلك ، فإنها توفر وعدًا للاستخدام على نطاق صناعي لتيتانيوم الإسفنج خارج الدرجة أو الإسفنج التيتانيوم-الأوكسجين ، وهو منتج نفايات صناعية في الوقت الحاضر. إن الإمكانات الاقتصادية والبيئية لتقليل انبعاثات الكربون لإنتاج التيتانيوم الإسفنج كثيف الطاقة كبير.
تمتلك معظم سبائك التيتانيوم الصناعية (TI) هياكل المجهرية بناءً على المرحلتين الأساسيتين من TI ، والمعبأة السداسية المعبأة (HCP) والمكعب المتمحور حول الجسم (BCC). يمثله TI -6AL -4V (WT ٪ المستخدمة طوال الوقت ما لم يتم تحديده) ، - سبائك TI هي العمود الفقري لصناعة TI 1،2. يمكن أن تشكل الهياكل المجهرية التي تضم الصفائح-مع وجود علاقة توجيهية شبه برقية ، و equiaxed أو أو الكروية بين-الصفيحة. كل من هذه الهياكل المجهرية لها مزايا وعيوب ، تصنع - سبائك TI متعددة الاستخدامات للتطبيقات الصناعية المتنوعة. من هذه ، تم تطبيق البنية المجهرية الصفيحة بشكل شائع.
إن المشكلة مع O كمثبت المرحلة الرئيسية في TI هي تأثيرها المحتضن بسبب تفاعلاتها القوية مع الاضطرابات أثناء التشوه. علاوة على ذلك ، يغير o توازن الطور ، مما يعزز تشكيل الحضور2مرحلة (TI3آل). أدت هذه القيود إلى قاعدة التصميم التجريبية التالية لسبائك Ti الصناعية: Al + 10 (O + C + 2 n) + 1\/3sn + 1\/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.
يوجد المزيد من الخيارات لمثبتات الطور في TI ، مع Fe كونها الأكثر فعالية وغير مكلفة. علاوة على ذلك ، فإن FE هو ثاني أخف تثبيت الطور. ومع ذلك ، فقد تم تقييد استخدامه من خلال تكوين الكوكات المستقرة Fe أثناء تصلب السبل (يصل إلى سنتيمترات في الحجم ؛ الملاحظة التكميلية 1) ، والتي يمكن أن تؤثر بشكل ملحوظ على الخواص الميكانيكية. لذلك ، عادة ما يقتصر استخدام FE على حوالي 2 ٪ في سبائك TI الصناعية مثل ATI 425 و TI -10V - 2FE - 3AL.
