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Liga de titânio ultra resistente

Engenheiros australianos produziram a liga de titânio de maior resistência específica já fabricada - e eles fizeram isso usando manufatura aditiva, mais conhecida como impressão3D.

Embora a impressão 3D já faça peças de múltiplos materiais e, mais recentemente, tenha começado a produzir peças prontas para a indústria, por muito tempo se considerou que, no tocante aos metais e ligas metálicas a manufatura aditiva só seria adequada em nichos muito específicos.

Mas Yuman Zhu e seus colegas da Universidade Monash demonstraram que já existem técnicas de impressão 3D de ponta capazes de produzir uma liga de titânio comercial ultraforte, uma inovação significativa para as indústrias aeroespacial, automotiva, de energia e biomédica - em termos técnicos e de custos.

"As ligas de titânio exigem uma fundição complexa e processamento termomecânico para atingir as altas resistências necessárias para algumas aplicações críticas. Descobrimos que a manufatura aditiva pode tirar proveito do seu processo de fabricação exclusivo para criar peças ultrarresistentes e termicamente estáveis em ligas de titânio comerciais, que podem ser implementadas diretamente em serviço," disse o professor Aijun Huang, coordenador da equipe.

É a liga de titânio de maior resistência específica já fabricada (assinalada no gráfico como "This work").

[Imagem: Yuman Zhu et al. - 10.1038/s41563-022-01359-2]

Tratamento térmico

A maioria das ligas de titânio comercialmente disponíveis feitas por impressão 3D não possui propriedades satisfatórias para aplicações estruturais mais exigentes.

O maior problema está em uma resistência inadequada mesmo à temperatura ambiente, mas que se agrava em temperaturas mais elevadas sob condições de serviço severas.

Em vez de começar tudo do zero, a equipe partiu de uma liga de titânio comercial, fabricada pelos processos metalúrgicos tradicionais.

"Após um tratamento simples pós-calor em uma liga de titânio comercial, são alcançados alongamentos adequados e resistência à tração acima de 1.600 MPa, a maior resistência específica entre todos os metais impressos em 3D até o momento. Este trabalho abre o caminho para fabricar materiais estruturais com microestruturas únicas e excelentes propriedades para amplas aplicações," disse Huang.

Bibliografia:

Artigo: Ultrastrong nanotwinned titanium alloys through additive manufacturing

Autores: Yuman Zhu, Kun Zhang, Zhichao Meng, Kai Zhang, Peter Hodgson, Nick Birbilis, Matthew Weyland, Hamish L. Fraser, Samuel Chao Voon Lim, Huizhi Peng, Rui Yang, Hao Wang, Aijun Huang

Revista: Nature Materials

DOI: 10.1038/s41563-022-01359-2