Nouvel alliage de titane créé avec une technologie d'impression 3D

Une équipe de recherche internationale, dont des membres de l'Université RMIT australienne et de l'Université de Sydney, a combiné des techniques d'alliage et d'impression 3D pour créer un nouveau type d'alliage de titane. Cet alliage présente une force sous le stress en traction sans devenir fragile. Publié dans le dernier numéro de "Nature", cette percée offre de l'espoir de développer une nouvelle classe d'alliages de titane haute performance plus durables pour des applications dans les technologies aérospatiales, biomédicales, chimiques, spatiales et énergétiques.

Le nouvel alliage de titane se compose d'un mélange de deux types de cristaux de titane, connus sous le nom de phase α et de phase β, correspondant chacun à un arrangement atomique spécifique. L'oxygène et le fer sont les deux stabilisateurs et renforceurs les plus puissants pour la phase α-Titanium et la phase β-Titanium, respectivement. Ces éléments sont abondants et peu coûteux.

Cependant, les chercheurs ont identifié deux défis qui entravent le développement d'alliages de titane α-β difficiles à travers des processus de fabrication traditionnels:

1. L'oxygène peut rendre le titane cassant.
2. L'ajout de fer peut entraîner de graves défauts métallurgiques, formant de gros morceaux de β-titane.

L'équipe a utilisé un dépôt d'énergie dirigé par le laser pour imprimer son alliage à partir de la poudre métallique, une technique d'impression 3D adaptée à la création de grandes pièces complexes. En intégrant les concepts de conception d'alliages avec la conception du processus d'impression 3D, ils ont identifié une série d'alliages forts, ductiles et faciles à imprimer.

Le facteur critique stimulant ce succès est la distribution unique des atomes d'oxygène et de fer à l'intérieur et entre les phases α-Titanium et β-titanium. Les chercheurs ont conçu un gradient d'oxygène à l'échelle nanométrique au sein de la phase α-Titanium, avec un segment à haute teneur en oxygène pour la résistance et un segment à faible teneur en oxygène pour la ductilité. Cela contrôlait les liaisons atomiques locales et réduisait le potentiel de fragilité.

L'équipe a noté que les performances de ces nouveaux alliages sont comparables aux alliages commerciaux.

Le professeur Simon Ringer, vice-chancelier adjoint de l'Université de Sydney, a déclaré que cette recherche introduit un nouveau système d'alliage de titane avec des propriétés mécaniques larges et réglables, une fabrication élevée, un potentiel de réduction des émissions significatif et fournit des informations pour la conception de matériaux système similaires.

Les chercheurs ont souligné que leur conception intègre des principes d'économie circulaire, créant un potentiel d'utilisation des déchets industriels et des matériaux de bas grade pour produire de nouveaux alliages de titane.

De plus, l'embrimements en oxygène est un défi métallurgique important non seulement pour le titane mais aussi pour d'autres métaux importants comme le zirconium, le niobium, le molybdène et leurs alliages. Cette nouvelle recherche peut offrir un modèle pour soulager ces problèmes d'embrimance d'oxygène grâce à l'impression 3D et à la conception de la microstructure.

Yesino fournit une barre de titane, une feuille de titane, un fil de titane, une plaque de titane, un forgeage en titane, un tuyau en titane et d'autres produits en titane.