Dengan latar belakang perkembangan pesat dalam industri paduan titanium, paduan titanium TC4 konvensional, bahan dasar yang paling banyak digunakan untuk aplikasi dirgantara, energi, dan kelautan, telah lama terganggu oleh-hambatan besar industri dalam hal kekuatan dan ketangguhan yang dikompromikan: setelah material memenuhi persyaratan kekuatan yang ditentukan, ketangguhan patahnya menurun secara signifikan. Retakan mudah terjadi pada kondisi servis dengan beban siklik yang bergantian, fluktuasi suhu tinggi-rendah yang tiba-tiba, dan lingkungan yang korosif, sangat parah membatasi penggunaan lebih lanjut produk titanium pada peralatan kelas atas. Baru-baru ini, tim peneliti dari Fakultas Material Universitas Zhejiang telah berkolaborasi dengan lembaga penelitian di Universitas Kumamoto, Jepang, untuk mengembangkan paduan titanium baru + komersial dengan peningkatan ketangguhan sebesar 30% tanpa mengubah komposisi kimia dasar atau mengurangi kekuatan mekanik asli. Terobosan ini telah menarik perhatian luas di seluruh industri.
Berpusat pada penelitian mekanisme material dasar, Universitas Zhejiang melacak transformasi fasa antara dan fasa paduan titanium pada skala mikro menggunakan mikroskop elektron in-situ dan teknologi karakterisasi radiasi sinkrotron yang canggih. Sementara itu, Universitas Kumamoto berfokus pada pengujian mekanika rekahan dan verifikasi proses perlakuan panas industri. Kekuatan yang saling melengkapi dari kedua kelompok penelitian ini menjungkirbalikkan pola pikir pengembangan konvensional yang bertujuan meningkatkan kinerja paduan melalui doping logam mulia. Melalui pemrosesan termal yang dilakukan secara tepat, struktur mikro bimodal yang hierarkis terdiri dari butiran kasar dan halus secara bergantian yang dibuat di dalam matriks paduan. Butiran fase -yang diatur secara acak membelokkan jalur perambatan retak dan menghilangkan energi rekahan, sedangkan fase -berbutir ultra-halus-menopang kekuatan struktur secara keseluruhan, sehingga mencapai ketangguhan yang efektif pada tingkat mikroskopis.
Uji sertifikasi{0}}pihak ketiga mengonfirmasi bahwa paduan baru ini memberikan kekuatan tarik yang setara dengan TC4 konvensional, serta ketangguhan patah 30% lebih tinggi dibandingkan tolok ukur standar nasional. Peningkatan tambahan juga dicapai dalam keuletan, ketangguhan kriogenik, dan ketahanan lelah. Yang paling penting, proses modifikasi ini sepenuhnya kompatibel dengan lini produksi yang ada untuk peleburan, penggulungan, dan penempaan titanium, sehingga memungkinkan produksi massal pada peralatan lama dan memangkas biaya produksi.
Untuk penerapan di industri, paduan yang dikembangkan tidak hanya berfungsi untuk pembentukan akhir lembaran titanium namun juga sebagai bahan mentah untuk pelat berlapis baja-titanium. Aplikasi yang ditargetkan meliputi penukar panas untuk fasilitas pembangkit listrik, komponen pendingin untuk tenaga angin lepas pantai dan bagian struktural ruang angkasa, memenuhi kriteria pemilihan material yang ketat untuk produsen peralatan energi domestik dan internasional. Inovasi ini membuka jalur teknis inovatif untuk lokalisasi domestik bahan titanium kelas atas Tiongkok dan peningkatan kinerja produk pelat berlapis.
