Τα διφασικά κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως στην αεροδιαστημική και την κατασκευή κινητήρων λόγω της υψηλής ειδικής αντοχής και αντοχής στη διάβρωση, αλλά η βελτίωση της αντοχής τους είναι ένα επείγον καθήκον στην ανάπτυξη και παραγωγή εξαρτημάτων κινητήρα αεριοστροβίλου, όπως πτερύγια και δίσκοι υπό πίεση, που υπόκεινται σε υψηλά εφελκυστικά φορτία κατά τη λειτουργία.
Επί του παρόντος, τα διφασικά υπομικροκρυσταλλικά κράματα τιτανίου χρησιμοποιούνται ευρέως παγκοσμίως για την κατασκευή εξαρτημάτων κινητήρων αεριοστροβίλου που λειτουργούν σε υψηλά κυκλικά φορτία και υψηλές θερμοκρασίες 201-351 βαθμού . Ωστόσο, μέχρι σήμερα, η αντοχή σε κόπωση των κραμάτων τιτανίου σε αυτό το εύρος θερμοκρασίας λειτουργίας δεν έχει μελετηθεί. Επιστήμονες στη Σχολή Μηχανικής και Τεχνολογίας του Πολυτεχνείου του Perm μελέτησαν τις ιδιότητες του κράματος Ti-6Al-4V, το οποίο αποτελείται από αλουμίνιο, βανάδιο και τιτάνιο, και αξιολόγησαν το κράμα στη μέγιστη θερμοκρασία 351 μοίρες.
Σύμφωνα με τους ερευνητές, η δοκιμή πραγματοποιήθηκε με τη χρήση ράβδων κράματος Ti-6Al-4V θερμής έλασης με διάμετρο 20 χιλιοστών, οι οποίες υποβλήθηκαν σε τυπική θερμική επεξεργασία: σκλήρυνση σε θερμοκρασία 966 μοιρών και ανόπτηση σε θερμοκρασία 676 μοιρών για τέσσερις ώρες. Στη συνέχεια, οι ράβδοι υποβλήθηκαν σε επεξεργασία σε τέσσερις εξωθήσεις ίσης απόστασης σε θερμοκρασία 651 μοιρών. και τέλος, υποβλήθηκαν σε δοκιμές μηχανικής εφελκυσμού τόσο σε θερμοκρασία δωματίου όσο και σε θερμοκρασία 351 μοιρών.
Όλα τα δείγματα που χρησιμοποιήθηκαν για τη δοκιμή κόπωσης έγιναν με περιστροφή και μηχανική στίλβωση και η μικροδομή του υλικού αναλύθηκε στη διαμήκη τομή των ράβδων χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης.
Το εξαιρετικά λεπτό κρυσταλλικό κράμα Ti-6Al-4V που λαμβάνεται με εξώθηση σε ίση απόσταση εμφάνισε μεγαλύτερη αντοχή εφελκυσμού και υψηλότερη αντοχή σε θερμοκρασία λειτουργίας 351 μοιρών σε σύγκριση με το χονδρόκρυσταλλο κράμα. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε σύμφωνα με τα εθνικά καθήκοντα στο πλαίσιο του προγράμματος ακαδημαϊκής στρατηγικής ηγεσίας «Pioneers-2030». Το Πολυτεχνείο του Περμ έχει λάβει επιχορήγηση 100 εκατομμυρίων ρουβλίων για το 2021 στο πλαίσιο του προγράμματος "Initiative-2030". Το "Initiative-2030" είναι το μεγαλύτερο πρόγραμμα κρατικής υποστήριξης και ανάπτυξης ιδρυμάτων τριτοβάθμιας εκπαίδευσης στην ιστορία της Ρωσίας, στόχος του οποίου είναι η κατασκευή περισσότερων από 100 σύγχρονων και προηγμένων πανεπιστημίων, καθώς και εθνικών επιστημονικών κέντρων, τεχνολογική και κοινωνικοοικονομική ανάπτυξη στη Ρωσία έως το 2030.
