تيتانيوم وآلياژهاي آن بخاطر نسبت استحكام به وزن بالا و مقاومت به خوردگي عالي كاربردهاي فراواني در صنايع مختلف نظير هوافضا، اتومبيل سازي ،درون كاشت ها ، صنايع شيميايي و ... دارند. علي‌رغم استحكام بالاي تيتانيوم و آلياژهاي آن در بعضي موارد نيازمند استحكام بالاتر و مقاومت به سايش خوب هستيم كه براي افزايش استحكام و مقاومت سايشي سطح از روش هاي مختلفي استفاده مي¬شود. بطور كلي ساختار اصلي قطعه در اين روش¬ ها دچار تغيير نمي¬شود و تنها در سطح قطعه تغييراتي ايجاد مي شود كه باعث بهبود خواص سطحي قطعه كار مي¬شود. بهبود خواص سطح از طريق عمليات سطحي آسانتر بوده و عموما هزينه كمتري را به خود اختصاص مي¬دهد. از طرف ديگر در برخي موارد كه قطعات داراي شكل هندسي پيچيده¬اي بوده و مي¬بايست از آلياژهايي با انعطاف پذيري بالايي براي شكل دهي استفاده كرد اما اگر كاربرد آن در سيستم نيازمند استحكام سطحي بالايي باشد با مشكل مواجه خواهد شد بنابراين در اين شرايط استفاده از روش¬هاي سختكاري سطحي راه گشا خواهد بود. هدف از اين نوآوري افزايش استحكام سطحي تيتانيم و ساير گريدهاي آن با استفاده از روش جديد مي¬باشد كه باعث افزايش كارآمدي آلياژ در سيستم مورد استفاده خواهد شد.در اين روش لايه¬اي از كربن بر روي سطح قرار گرفت. سپس نمونه تحت ليزر با پارامترهاي مختلف قرار گرفت كه در نتيجه اين فرايند و با توجه به پارامترهاي فرايند سختي نمونه 4تا 6 برابر سختي اوليه افزايش يافت. در اين نمونه لايه¬اي از تركيبات نيتريدي و كاربيدي روي سطح تشكيل شد كه باعث افزايش سختي در سطح نمونه گرديد. در اين روش امكان انتخاب دقيق سطح براي افزايش سختي وجود دارد بدون اينكه تغييري در ساير نقاط و يا قطعه ايجاد شود. همچنين فرايند بسيار سريع بوده و نياز به زمان طولاني و يا دماي بالا نمي¬باشد.

پاسخ به نيازهايي نظير كاهش وزن و مصرف سوخت و افزايش ايمني موجب شده كه مهندسين حوزه فولادسازي و خودروسازي به سدد يافتن راه‌حل‌هاي كنترل وزن مخصوص و خواص مكانيكي باشند. در اين راستا جايگزيني گريدهاي متداول مورد استفاده در بدنه خودرو مد نظر محققين قرار گرفته است. ازاينرو در اختراع حاضر با هدف توليد فولاد سه فازي سبك فوق مستحكم با شكل‌پذيري بالا، آلياژي با تركيب شيميايي حدود 22 درصد وزني منگنز، 10 درصد وزني آلومينيوم و 1 درصد وزني كربن ريخته‌گري شد. در راستاي بهينه‌سازي فرايند توليد در ابتدا عمليات همگن‌سازي در دماي 1150 درجه سانتي گراد به مدت 2 ساعت و سپس كوئنچ مستقيم در آب اعمال شد. در ادامه فرآيند ترمومكانيكي مشتمل بر نورد سرد، آنيل انحلالي و عمليات پيرسازي بر روي نمونه‌‌هاي نورد سرد شده انجام شد. وزن مخصوص فولاد طراحي شد حدود 10 درصد پايين‌تر از فولاد‌‌هاي معمولي بود. استحكام تسليم و استحكام كششي ‌‌نهايي مطلوب (به ترتيب 588 و 616 مگاپاسكال) و ازدياد طول يكنواخت بسيار بالا (44 درصد) حتي در حالت همگن‌سازي شده محقق شد. بهبود مضاعف خواص مكانيكي پس از عمليات ترمومكانيكي (استحكام تسليم 856 مگاپاسكال، استحكام كششي ‌‌نهايي 987 مگاپاسكال و ازدياد طول يكنواخت 25 درصد) حاصل شد.

جوشكاري مقاومتي نقطه اي براي اتصال ورقهاي نازك فلزي به يكديگر مي باشد كه اين در صنايع مختلفي از جمله صنعت خودروسازي براي اتصال ورقهاي فولادي كاربرد دارد. در اين نوع جوشكاري از الكترودهاي مسي براي اتصال ورقهاي گالوانيزه استفاده مي شود. به دليل وجود فلزروي در سطح ورق گالوانيزه باعث برهمكنش بين مس نوك الكترود و فلز روي در سطح فولاد گالوانيزه مي شود كه باعث ايجاد فازهاي بين فلزي برنجي در سطح الكترود مي شود و سبب از بين رفتن الكترود مي شود. در اين اختراع با استفاده از روش PVD پوشش نانوساختار نانولايه اي نيتريدي (كاربيدي و يا اكسيدي) فلزات واسطه مانند پوشش CrN/CrAlN بر سطح الكترود ايجاد شده تا مانع از تشكيل فازهاي بين فلزي شده كه سبب افزايش عمر الكترود مي شود.

مواد جديد همواره در حال توسعه و پيشرفت هستند تا بتوانند خواص مطلوب و برتري نسبت به مواد قبلي داشته باشند. اين كار معمولاً با دستكاري و تغيير ساختار مواد صورت مي‌گيرد. دهه‌هاي گذشته با معرفي فولاد‌هاي پيشرفته با استحكام بالا (AHSS) در صنايع شكل‌دهي ورق‌هاي فلزي همراه بوده است. از اين دسته مي‌توان به فولاد‌هاي دوفازي (DP) اشاره نمود كه نتيجه تلاش جهاني گروه وسيعي از محققان در زمينه توسعه فولادهايي است كه داراي مجموعه‌اي از استحكام و شكل‌پذيري بالا باشند. ميكروساختار فولادهاي دوفازي عمدتاً شامل يك فاز نرم فريت به همراه جزاير مارتنزيتي سخت مي‌باشد. در حالي كه فريت خواص شكل‌پذيري خوبي از خود نشان مي‌دهد، مارتنزيت به عنوان فاز سخت باعث افزايش استحكام ماده مي‌شود. فولاد‌هاي دو فازي را مي‌توان از جمله مهم‌ترين فولادهاي پيشرفته با استحكام بالا دانست كه اخيراً براي صنايع مختلف به خصوص صنعت خودروسازي توسعه يافته‌اند. اين دسته از فولاد‌ها براي سازه‌هاي سبك بسيار مطلوب هستند چرا كه استحكام نهايي بالا به همراه كرنش شكست قابل ملاحظه‌ايي دارند. از ديگر مزيت‌هاي اين نوع فولادها مي‌توان به تنش تسليم پايين، نرخ كارسختي بالا، توزيع كرنش يكنواخت بيشتر و عدم وجود ناپيوستگي در تسليم اشاره كرد. از آن جا كه ورق‌هاي فولاد دوفازي براي شكل‌دهي و كشش عميق بسيار مناسب‌اند، در دو دهه اخير مصرف اين نوع فولادها در بسياري از صنايع مخصوصاً صنعت خودروسازي بسيار افزايش يافته است. برخي از كاربردهاي فولاد دوفازي در خودرو به اجزاي ضربه‌گير خودرو مثل تقويت‌كننده ضربه‌گير جلو، ميله ضربه‌گير درب، چهارچوب شيشه‌ها و ... مربوط مي‌شود. گزارش نهايي پروژه ULSAB-AVC كه در زمينه طراحي بدنه سبك فولادي براي خودروهاي نسل جديد تعريف شده است، نشان مي‌دهد كه 83 درصد بدنه خودرو مي‌تواند از فولاد‌هاي پيشرفته با استحكام بالا باشد كه 75 درصد اين ميزان را فولاد دوفازي به خود اختصاص مي‌دهد. با عنايت به اهميت اين نوع فولادها و به منظور رفع نياز بازار داخل و همچنين توليد و عرضه فولادهاي كيفي به بازار جهاني، فولادي دوفازي با خواص مكانيكي برتري نسبت به فولادهاي تجاري دوفازي موجود در بازار جهاني توليد شد. اين فولاد با اعمال سيكل هاي ترمومكانيكي روي يكي از فولادهاي كم كربن توليد داخل تهيه ‌شد. ساختارهاي دوفازي فوق‌ريزدانه با متوسط اندازه دانه فريت حدود µm 2 و توزيع يكنواخت شبكه زنجيره‌اي جزاير مارتنزيتي، با آنيل كوتاه مدت ساختارهاي دوتايي 80% نورد سرد شده حاصل شد. آزمون‌هاي كشش مشخصه‌هاي متداول فولادهاي دوفازي نظير تسليم پيوسته، نسبت تسليم پايين و انعطاف‌پذيري يكنواخت بالا را براي نمونه‌هاي دوفازي نشان داد. خواص مكانيكي نمونه‌هاي با ساختار دوفازي فوق‌ريزدانه جديد نسبت به نمونه اوليه افزايش چشمگير داشت، به نحوي كه علاوه بر استحكام كششي به مراتب بالاتر (200%~) نمونه آنيل بين‌بحراني شده در دماي C˚830 به مدت 8 دقيقه (MPa 1587) نسبت به نمونه اوليه (MPa 540)، انعطاف‌پذيري يكنواخت مشابه (7%~) حاصل شد. تعادل استحكام- انعطاف‌پذيري قابل ملاحظه‌ (J cm-3 100UTS×UE >) فولادهاي دوفازي توسعه داده شده در مقايسه با كارهاي قبلي و فولادهاي تجاري مورد استفاده در صنايع خودروسازي با استحكام بالا نظير DP600، DP800 و DP980، پتانسيل بالا براي جايگزيني گريدهاي تجاري را نشان داد. ممانعت از گسترش موضعي‌شدن كرنش در مجاورت دانه‌هاي فريت و توزيع يكنواخت كرنش در ميان ريزساختار ناشي از ساختار شبكه‌ زنجيره‌اي جزاير مارتنزيتي ريز و كاهش اندازه دانه فريت، شروع ناپايداري پلاستيك و گلويي شدن ماده را به تأخير انداخته و به انعطاف‌پذيري قابل قبول حتي در سطوح استحكام خيلي بالا انجاميده است.