Výzkum vlivu nitridace na únavové chování aditivně vyrobených titanových hierarchických porézních struktur
Cíle projektu
Projekt je zaměřen na přípravu titanových hierarchických porézních struktur additivními výrobními metodami na bázi extruze materiálu a polymerizace a jejich následnou nitridaci za účelem zlepšení únavových vlastností. Souvislosti mezi postupem přípravy, výslednou mikrostrukturou a mikromechanismy únavového procesu budou posouzeny na základě detailní materiálové charakterizace, rozsáhlých únavových experimentů, analytických výpočtů a numerického modelování. Analýza napěťově-deformačních hysterezních smyček zaznamenaných při zrychleném blokovém cyklickém testu umožní nalézt optimální vnitřní porozitu a vlastnosti nitridační vrstvy tak, aby došlo k výraznému navýšení délky etap iniciace a šíření únavových trhlin. Únavové chování výsledných struktur bude dále studováno pomocí vysokocyklových napěťově řízených zkoušek a následné fraktografické analýzy lomových povrchů. Mikrostrukturální interpretace vlivu nitridace na únavové porušování bude provedena na základě numerických konečněprvkových výpočtů a fyzikálních modelů únavových procesů.
Klíčová slova
Material extrusionVat polymerizationTitaniumHierarchical Porous structureNitridingFatigueFinite Element Method
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
SGA0202300001
Hlavní účastníci
Vysoké učení technické v Brně / Středoevropský technologický institut
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
23-07879S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Exploring how nitriding affects fatigue behaviour of additive manufactured titanium hierarchical porous structures
Anotace anglicky
The project is focused on preparation of titanium hierarchical porous structures by additive manufacturing based on material extrusion and polymerization and their subsequent nitriding to improve fatigue properties. The relationships between the preparation process, the resulting microstructure, and the micromechanisms of the fatigue process will be assessed based on detailed characterization, fatigue experiments, analytical calculations, and numerical modelling. The analysis of stress-strain hysteresis loops recorded in the accelerated block-cycle test will allow to find the optimal internal porosity and properties of the nitriding layer so as to significantly increase the length of the stages of initiation and propagation of fatigue cracks. The fatigue behaviour will be further studied by means of stress-controlled high-cycle test and subsequent fractographic analysis of fracture surfaces. The microstructural interpretation of the effect of nitriding on fatigue failure will be performed on the basis of numerical finite element calculations and physical models of fatigue processes.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
30404 - Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)
OECD FORD - vedlejší obor
20506 - Coating and films
OECD FORD - další vedlejší obor
20501 - Materials engineering
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)EI - Biotechnologie a bionika
JG - Hutnictví, kovové materiály
JK - Koroze a povrchové úpravy materiálu
JP - Průmyslové procesy a zpracování
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2023
Ukončení řešení
31. 12. 2025
Poslední stav řešení
K - Končící víceletý projekt
Poslední uvolnění podpory
29. 2. 2024
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP25-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
21. 2. 2025
Finance
Celkové uznané náklady
4 955 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
4 955 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
4 955 tis. Kč
Statní podpora
4 955 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Biomaterials (as related to medical implants, devices, sensors)
Doba řešení
01. 01. 2023 - 31. 12. 2025