A nova liga de titânio tem a maior resistência específica de qualquer 3D

Engenheiros da Monash University desenvolveram uma nova liga de titânio imprimível em 3D com uma microestrutura única que a torna ultrarresistente. Não só é mais forte do que a maioria das outras formas de titânio, mas também tem a maior relação resistência-peso de qualquer metal impresso em 3D já feito.

As ligas de titânio já são valorizadas na indústria graças à sua resistência e peso relativamente leve, o que as torna perfeitas para aeronaves e outros veículos. Mas sempre há espaço para melhorias, e a nova liga Monash não apenas possui maior resistência, mas por ser impressa em 3D, é muito mais fácil de moldar em qualquer formato necessário.

A equipe começa com uma técnica comum de impressão 3D em que uma camada de metal em pó é derretida por um laser, fundindo-a em um sólido camada por camada. Nesse caso, esse metal em pó é a liga de beta-titânio comumente usada. Em seguida, o material passa por um tratamento térmico em temperaturas entre 480 e 520 °C (896 e 968 °F), que produz uma microestrutura que confere à liga uma resistência incrível.

O processo de tratamento faz com que as partículas de titânio precipitem juntas em nanogrãos, que se fundem em estruturas "nanotwin" que compartilham um lado comum. A equipe diz que esta é a primeira liga de titânio a exibir esse tipo de estrutura, o que a torna muito mais resistente do que o normal.

Em testes, a equipe demonstrou que a nova liga de titânio tinha alongamento e resistência à tração (alongamento e tensão, respectivamente) de mais de 1.600 MPa. Para referência, a maioria das ligas comerciais de titânio chegam a cerca de 1.000 MPa. Essa também é a maior resistência específica para qualquer outra liga metálica impressa em 3D, diz a equipe.

“Nossas descobertas oferecem uma abordagem completamente nova para o fortalecimento por precipitação em ligas comerciais que podem ser utilizadas para produzir componentes reais com formato complexo para aplicações de suporte de carga”, disse o professor Aijun Huang, pesquisador principal do estudo. "Esta aplicação ainda está ausente para qualquer liga de titânio até o momento. A impressão 3D mais o tratamento térmico simples também significa que o custo do processo é bastante reduzido em comparação com outros materiais com resistência semelhante."

A pesquisa foi publicada na revista Nature Materials.

Fonte: Universidade Monash