Recentemente, uma equipe de pesquisa internacional, incluindo o Royal Melbourne Institute of Technology e a Universidade de Sydney, na Austrália, combinou ligas e processos de impressão 3D para criar uma nova liga de titânio que é forte e não quebradiça sob tensão.
A nova liga de titânio consiste em uma mistura de dois cristais de titânio, denominados fase -titânio e fase -titânio, cada um dos quais corresponde a um arranjo atômico específico. O oxigênio e o ferro são os dois estabilizadores e fortalecedores mais poderosos da fase -titânio e da fase -titânio, que são abundantes e baratos.
Os pesquisadores descobriram que existem dois problemas no desenvolvimento de ligas de ferro resistentes – óxido de titânio por meio de processos de fabricação tradicionais. Uma delas é que o oxigênio torna o titânio quebradiço; a outra é que a adição de ferro pode causar sérios defeitos metalúrgicos e formar grandes pedaços de titânio.
A equipe usou deposição de energia direcionada a laser para imprimir ligas a partir de pós metálicos, um processo adequado para a fabricação de peças grandes e complexas. A equipe combinou conceitos de design de ligas com design de processo de impressão 3D para identificar uma série de ligas fortes, dúcteis e fáceis de imprimir.
O principal fator determinante deste material é a distribuição única de átomos de oxigênio e ferro dentro e entre a fase -titânio e a fase -titânio. Os pesquisadores projetaram um gradiente de oxigênio em nanoescala na fase -titânio com um forte segmento de alto oxigênio e um segmento dúctil de baixo oxigênio, que permite o controle sobre as ligações atômicas locais e reduz a possibilidade de potencial fragilização.
Os pesquisadores afirmaram que a equipe incorporou a ideia de economia circular ao projeto, criando esperança para a produção de novas ligas de titânio a partir de resíduos industriais e materiais de baixa qualidade. Além disso, a fragilização por oxigênio é um desafio importante não apenas para o titânio, mas também para o zircônio, o nióbio, o molibdênio e suas ligas. A nova pesquisa pode fornecer um modelo para aliviar o problema da fragilização do oxigênio por meio da impressão 3D e do design de microestruturas.
