| Texto completo | |
| Autor(es): |
Prandi, Gilberto V.
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Rodrigues, Joao Felipe Q.
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Valentim, Matheus
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Sangali, Marcio
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Soyama, Juliano
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Gabriel, Andre Henrique G.
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Silva, Leandro S.
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Cremasco, Alessandra
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Caram, Rubens
Número total de Autores: 9
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| Tipo de documento: | Artigo Científico |
| Fonte: | Journal of Alloys and Compounds; v. 1042, p. 15-pg., 2025-10-15. |
| Resumo | |
Conventional alloy design reaches its performance ceiling as modern applications demand simultaneous optimization of conflicting properties such as strength, ductility, and fracture resistance. Here, we demonstrate a disruptive alloy design strategy through the creation of a Hybrid Titanium Alloy (HYTA), synthesized via laser powder bed fusion (PBF-LB) using a tailored blend of 80 wt% Ti-42Nb and 20 wt% Ti-5553. This approach leverages the intrinsic low modulus and ductility of Ti-42Nb with the aging response and high strength of Ti-5553, yielding a chemically heterogeneous microstructure with synergistic behavior. Thermal analysis and in situ high-temperature X-ray diffraction (HT-XRD) reveal alpha-phase formation onset at similar to 425 degrees C, peaking near 750 degrees C, and partially reversing at the beta-transus (similar to 825 degrees C). Optimal mechanical performance was achieved at 500 degrees C, with a 16 % increase in compressive strength and a 9 % rise in tensile strength, while preserving adequate ductility. Remarkably, fracture toughness remained significantly higher than conventional aged beta-Ti alloys (KQ = 54 MPa.root m), attributed to a refined alpha-phase and a heterogeneous architecture that deflects crack propagation. This work establishes a new alloy design paradigm based on controlled hybridization, offering a versatile platform for engineering multifunctional titanium components with tunable properties for structural and biomedical use. (AU) | |
| Processo FAPESP: | 23/04844-0 - Fabricação de componentes com gradientes funcionais por deposição |
| Beneficiário: | Leandro Santos da Silva |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado |
| Processo FAPESP: | 23/13947-8 - Explorando materiais em camadas usando fusão a laser em leito de pó de ligas de titânio |
| Beneficiário: | João Felipe Queiroz Rodrigues |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado |
| Processo FAPESP: | 22/10350-8 - Modulação de propriedades mecânicas de componentes para implante via manufatura aditiva de ligas de Ti |
| Beneficiário: | Matheus Valentim |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado Direto |
| Processo FAPESP: | 22/10049-6 - Obtenção de materiais com controle de rigidez por manufatura aditiva e tratamentos térmicos |
| Beneficiário: | Gilberto Vicente Prandi |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Doutorado Direto |
| Processo FAPESP: | 18/18293-8 - Ligas de titânio: transformações de fases e manufatura aditiva aplicadas na obtenção de materiais com gradientes funcionais |
| Beneficiário: | Rubens Caram Junior |
| Modalidade de apoio: | Auxílio à Pesquisa - Temático |
| Processo FAPESP: | 24/13761-4 - Aplicação de Fusão a Laser em Leito de Pó na Obtenção de Materiais com Gradientes Funcionais em Ligas Ti-Nb-Ta |
| Beneficiário: | Marcio Sangali Cristino da Silva |
| Modalidade de apoio: | Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado |