Wpływ oddziaływania dyslokacji śrubowych z pierwiastkami węzłowymi na właściwości mechaniczne lekkich, heksagonalnych stopów Ti

Numer: 2017/24/C/ST8/00123
Program/Konkurs: Sonatina
Jednostka finansująca: NCN
Kierownik projektu: dr inż. Piotr Kwaśniak
Funkcja: Lider
Czas realizacji: 2017-2020

Opis

Intensywny rozwój zielonych technologii skupiający się na redukcji konsumpcji energii we wszystkich sektorach transportu, stanowi bodziec do projektowania nowych, lekkich i wytrzymałych materiałów bazujących na metalach heksagonalnych. Jednym z głównych problemów ograniczających szerokie zastosowanie tych stopów jest ich ograniczona plastyczność, istotnie zwiększająca koszty produkcji. Realizowane badania mają podstawowe znaczenie dla zrozumienia zaobserwowanych w ostatnim czasie unikalnych właściwości heksagonalnych układów Ti+O(In) (wysoka wytrzymałość i dobra plastyczność) oraz ich zaadoptowania w nowych materiałach. Zdobyta wiedza będzie istotna nie tylko z punktu widzenia fizyki odkształcenia plastycznego ale także przyczyni się do świadomego projektowania nowych, lekkich stopów o oczekiwanych właściwościach. Ostatecznie, planowane prace teoretyczne pozwolą wyjaśnić nieznane zasady oddziaływań pierwiastków stopowych i dyslokacji śrubowych. Należy podkreślić, iż nowoczesne lekkie materiały konstrukcyjne są powszechnie wykorzystywane w wielu aplikacjach, np: przemyśle samochodowym i lotniczym, turbinach wiatrowych, sprzęcie sportowym, medycynie i innych. Rozwój tej grupy materiałów ma bezpośredni wpływ na poprawę standardów życia oraz redukcję emisji zanieczyszczeń.

Głównym celem projektu jest identyfikacja mechanizmów umocnienia roztworowego stopów α-Ti opierająca się na systematycznej analizie wpływu składników stopowych na budowę, energię i poślizg dyslokacji śrubowych, kształtujących właściwości mechaniczne materiałów heksagonalnych. W projekcie postawiono następującą hipotezę badawczą: Właściwości mechaniczne heksagonalnych stopów Ti wynikające z umocnienia roztworowego, mogą być świadomie kontrolowane w oparciu o wyniki obliczeń ab initio oddziaływania składników stopowych z dyslokacjami śrubowymi.