Pesquisadores do MIT, em colaboração com a ATI Specialty Materials, descobriram uma abordagem inovadora para criar ligas de titânio que superam a tradicional compensação entre resistência e ductilidade. De acordo com o MIT News, essas descobertas prometem transformar uma ampla gama de indústrias, desde a aeroespacial até a biomédica.
As ligas de titânio são amplamente reconhecidas por suas excepcionais propriedades mecânicas, resistência à corrosão e leveza. No entanto, otimizar essas propriedades sempre envolveu uma difícil escolha entre resistência e ductilidade: materiais mais fortes tendem a ser menos deformáveis e vice-versa.
Estratégia-chave
A chave para essa inovação reside na combinação precisa da composição química e da estrutura de rede das ligas, juntamente com técnicas avançadas de processamento. Especificamente, a técnica de laminação cruzada ("cross-rolling") foi fundamental para alcançar a combinação excepcional de força e ductilidade. Por meio de testes rigorosos, incluindo observações com microscópio eletrônico de varredura, os pesquisadores identificaram parâmetros específicos de composição, proporção e método de processamento que permitiram às fases alfa e beta da liga compartilharem a deformação uniformemente, mitigando a tendência à fissuração.
"A estratégia-chave nesta abordagem de design é levar em consideração diferentes escalas", explica o professor Tasan. "Uma escala é a estrutura do cristal individual, onde a escolha cuidadosa dos elementos de liga pode criar uma estrutura cristalina mais ideal. A outra escala envolve as interações das fases alfa e beta, que se deformam em harmonia".
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Os resultados experimentais demonstram que as propriedades das novas ligas de titânio são significativamente melhores do que as das ligas comparáveis existentes. Portanto, esta pesquisa não só valida uma nova estratégia de design, mas também abre caminho para melhorias adicionais, oferecendo oportunidades para aplicações em que uma combinação aprimorada de força e ductilidade é essencial, especialmente na indústria aeroespacial.
