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Quand un fabricant pense au matériau parfait, solide, léger et flexible sont les trois principaux adjectifs qui peuvent lui venir à l’esprit. C’est parce que ces propriétés permettent au matériau d’être utilisé dans une variété d’applications tout en étant capable de résister à d’énormes contraintes. Aujourd’hui, de nouvelles recherches ont conduit au développement d’un nouvel alliage de titane qui a été qualifié de plus résistant que tous les alliages de titane commerciaux actuellement sur le marché. Ce nouvel alliage pourrait avoir un impact profond sur la fabrication automobile, aérospatiale et plus encore.

La fibre de carbone a largement été acceptée comme la dernière et la plus importante révolution matérielle, mais ce nouvel alliage de titane pourrait remporter le gâteau. Nommé Ti185, il a en fait été produit pour la première fois il y a environ 50 ans. Cependant, le processus de fabrication rudimentaire a donné lieu à un mélange incohérent de métaux, le matériau étant solide à certains endroits mais cassant à d’autres. Les métallurgistes de l’époque ont essayé de mélanger du titane brut avec du fer, du vanadium et de l’aluminium pour créer le Ti185. Le problème était que le mélange finissait par s’agglomérer avec le fer, ce qui entraînait des défauts dans le produit fini. Les métallurgistes n’ont pas été en mesure de produire l’alliage à des fins commerciales, jusqu’à aujourd’hui.

Le titane pur n’est en fait pas si solide que cela, donc pour lui donner les propriétés que les fabricants recherchent, un alliage doit être créé. Pour augmenter la résistance des alliages de titane courants utilisés aujourd’hui dans l’aérospatiale et la construction aéronautique, des chercheurs du Pacific Northwest National laboratory (PNNL) du ministère américain de l’énergie ont mis au point un moyen de produire du Ti185 à un prix abordable. Ils y sont parvenus en disposant les atomes selon un schéma spécifique pour former une nanostructure spéciale.

C’est la première fois que les chercheurs ont pu voir cet alignement atomique de près, puis ces scientifiques sont allés plus loin. Les chercheurs du PNNL ont ensuite manipulé la nanostructure pour créer l’alliage de titane le plus solide jamais développé. Autre avantage supplémentaire de ce nouveau procédé, il est plus rentable par rapport à la fabrication d’alliages de titane classiques.

« Nous avons constaté que si vous le traitez thermiquement d’abord avec une température plus élevée avant une étape de traitement thermique à basse température, vous pouvez créer un alliage de titane 10 à 15 pour cent plus fort que n’importe quel alliage de titane commercial actuellement sur le marché et qu’il a environ le double de la résistance de l’acier », a déclaré Arun Devaraj, un scientifique des matériaux au PNNL. bit.ly/2blCAPu

Les chercheurs ont testé la résistance de l’alliage en tirant ou en appliquant une tension jusqu’à ce que le titane cède. Le Ti185 s’est avéré être 10 à 15 % plus résistant que les alliages de titane conventionnels, ce qui est une réussite monumentale qui n’est que plus impressionnante couplée au faible coût de production. Le Ti185 est environ deux fois plus résistant que l’acier utilisé dans la construction automobile et il est également deux fois moins lourd.

Les découvertes duPNL vont également bien au-delà du simple travail avec le titane. Ils pourraient même être en mesure d’utiliser leur procédé pour améliorer encore plus d’alliages.

« Cela repousse les limites de ce que nous pouvons faire avec les alliages de titane, – Maintenant que nous comprenons ce qui se passe et pourquoi cet alliage a une si grande résistance, les chercheurs pensent qu’ils pourraient être en mesure de modifier d’autres alliages en créant intentionnellement des microstructures qui ressemblent à celles du Ti185. » Devaraj explique.

Ces recherches pourraient conduire à des découvertes métallurgiques encore plus révolutionnaires qui pourraient contribuer à faire avancer le monde. De nouveaux avions, des technologies aérospatiales et des « automobiles grand public » pourraient bientôt s’appuyer sur ces alliages avancés et cela pourrait n’être qu’un début. Avoir la capacité de fabriquer des matériaux d’une résistance exceptionnelle tout en maintenant un coût faible est le rêve de tout fabricant.