Fatigue and fracture properties of Ti alloys from powder-based processes - A review

تیتانیوم فلزی ساختاری سبک وزن سبک برای انواع مختلفی از برنامه های کاربردی مهندسی به علت ترکیب خاص خود از بالاترین ویژگی های مکانیکی خاص (نگه داشتن تا دمای بالا عامل)، مقاومت در برابر خوردگی بسیار عالی در محیط های بسیار خورنده و سازگاری با بدن انسان است. با این وجود، استفاده گسترده از تیتانیوم صنعتی به شدت تحت تأثیر هزینه های استخراج و هزینه های تولید خود نسبت به دیگر همتایان فلزی مانند فولاد و آلومینیوم است. انجمن علمی تلاش زیادی در درک و توسعه روش های کارآمد تر تیتانیوم انجام داده است. اکثر این روش ها بر پایه پودر (به عنوان مثال متالورژی پودر و تولید افزودنی) به علت مزایای ذاتی است که استفاده از آنها به عنوان مثال از جمله تولید مواد بالا، عملیات ماشینکاری محدود و درجه بالایی از آزادی در ترکیب آلیاژ و پیچیدگی ساختاری است. خواص مانند خستگی و سختی شکست، به ویژه مواد ساخته شده با استفاده از روش های جدید غیر متداول متالورژی پردازش، پارامترهای مهم برای انتخاب مواد و بهینه سازی طراحی ساختاری هستند. با این وجود، این خواص در مقایسه با خصوصیات استاتیکی (به عنوان مثال رفتار کششی) به دلیل ماهیت پیچیده آنها بسیار نادیده گرفته شده است. این مقاله تحلیل سیستماتیک و انتقادی از دانش علمی فعلی در مورد خواص خستگی و شکستگی آلیاژهای تیتانیوم تولید شده از طریق روش های پودری ارائه می دهد. در این بررسی مشخص شده است که ویژگی های ریز ساختاری ذاتی هر یک از روش های خاص، مانند تخلخل و فاز، به رفتارهای خستگی و شکستگی مربوط می شود. بررسی نشان می دهد که با استفاده از تکنولوژی تولید مناسب و انتخاب پارامترها، آلیاژهای تیتانیوم با خواص مشابه یا بهبود یافته می توانند با استفاده از فرآیندهای مبتنی بر پودر با هزینه ای موثر تر از طریق متالورژی شمش ساخته شوند.