Různé typy slitin titanu

Titanové slitiny jsou technické materiály známé pro svou vysokou pevnost, nízkou hmotnost a dobrou odolnost proti korozi.

Legováním titanu s různými prvky lze tyto slitiny vyvinout tak, aby splňovaly specifické požadavky na výkon různých průmyslových odvětví.

Tento článek poskytuje-hloubkový pohled na klasifikaci titanových slitin, jejich mechanické, fyzikální a tepelné vlastnosti, průmyslová odvětví, kde se vyskytují, a úvahy o obrábění a tepelném zpracování.

Alfa slitiny jsou jednofázové{0}} materiály s krystalickou strukturou HCP stabilizovanou chemickými prvky, jako je hliník, kyslík, dusík a uhlík. Tyto slitiny poskytují střední pevnost, jsou vysoce odolné proti korozi-a dobře fungují při vysokých teplotách.

Nemohou být tepelně-zpracovány kvůli jejich jednofázové{1}}struktuře, která omezuje precipitační tvrdnutí.

Alfa-stabilizující chemické prvky místo toho upřednostňují vysokou pevnost prostřednictvím zpevnění tuhého roztoku, ale nadměrné legování (jako je ekvivalent hliníku nad 9 %) může vysrážet křehké intermetalické látky. Slitiny poskytují lomovou houževnatost a odolnost proti tečení v agresivním prostředí.

Požádejte o bezplatný vzorek

Téměř -alfa slitiny titanu se skládají převážně z alfa fáze s 1–2 % beta-stabilizačních chemických prvků, jako je molybden nebo křemík, které obsahují malé množství tvárné beta slitinové fáze.

Tyto slitiny si zachovávají odolnost proti korozi a lomovou houževnatost alfa slitin, přičemž zlepšují zpracovatelnost za tepla a mají omezenou tepelnou zpracovatelnost.

Jejich mikrostruktura, v podstatě alfa s menšími beta částicemi podél hranic zrn, vykazuje odolnost proti tečení při zvýšených teplotách, což je činí užitečnými pro některé aplikace.

Alfa-beta slitiny mají v mikrostruktuře dvě fáze a skládají se ze směsí alfa i beta fází přidáním alfa-stabilizačních chemických prvků, jako je hliník, a beta-stabilizačních chemických prvků, jako je vanad a molybden.

Tyto slitiny jsou tepelně zpracovatelné a mohou výrazně zvýšit vysokou pevnost kalením a stárnutím. Ve srovnání se slitinami alfa a blízkými alfa poskytuje beta fáze dobrou tvarovatelnost, odolnost proti únavě a menší odolnost proti tečení.

Alfa-beta slitina Ti-6Al-4V má vyvážené mechanické vlastnosti a využívá asi 50 % slitiny titanu.

Beta titanové slitiny mají strukturu BCC stabilizovanou vysokou koncentrací beta-stabilizačních prvků, jako je molybden, vanad nebo železo. Tyto slitiny jsou tepelně zpracovatelné a mohou dosáhnout velmi vysokých pevností vysrážením jemných alfa částic během stárnutí.

Beta slitiny se vyznačují dobrou tvarovatelností za studena a dobrou odolností proti lomu, přesto poskytují sníženou tažnost a odolnost proti únavě při tepelném-zpracování

Metastabilní beta slitiny s molybdenovým ekvivalentem 10-30 po rychlém ochlazení zůstávají plně beta a mohou poskytovat vysokou pevnost pro nejnáročnější aplikace.

Ti-6Al-4V (nebo ASTM Grade 5) je vysoce používaná titanová slitina obsahující přibližně 6 % hliníku a 4 % vanadu, s menším množstvím uhlíku, dusíku a vodíku.

Jedná se o alfa-beta slitinu, která vyvíjí pevnost v tahu v rozsahu 895-1100 MPa, je odolná vůči atmosférické korozi a má velmi dobrý poměr pevnosti-k hmotnosti, takže je preferována v letectví a biomedicínských materiálech.

Procesy tepelného zpracování- mohou poskytnout požadované mechanické a fyzikální vlastnosti, přičemž ošetření roztokem a stárnutí jsou v rovnováze, což podporuje vysokou pevnost při zachování dobré tažnosti.

Blízké-alfa combo, Ti-6242, bylo vyvinuto při zvýšených teplotách. Obsahuje 6 % hliníku, 2 % cínu, 4 % zirkonia a 2 % molybdenu, což mu dává vynikající odolnost proti tečení a udržení vysoké pevnosti při zvýšených teplotách až do 550 stupňů.

Jeho mikrostruktura podporuje odolnost proti korozi a tepelnou stabilitu, a proto je vhodná pro tryskové motory a další vysokoteplotní -komponenty leteckého průmyslu.

Mechanické vlastnosti

Mechanické vlastnosti titanových slitin jsou rozhodující pro nosné-aplikace. Na základě údajů MatWeb uvádí níže uvedená tabulka podrobnosti o pevnosti v tahu, meze kluzu, prodloužení a tvrdosti pro klíčové druhy titanu.

Obsahuje střední-pevnost a vysokou{1}}tažnost komerční čistý titan, z nichž Grade 4 je nejsilnější mezi komerčními čistými typy. Alfa a blízké-alfa slitiny, jako je Ti-6242, poskytují střední pevnost a vysokou lomovou houževnatost.

Typy alfa-beta, jako je Ti-6Al-4V, poskytují vysokou pevnost a odolnost proti únavě. Naproti tomu vysokoteplotní beta slitiny, jako je Beta C, se mohou vyvinout nad 1200 MPa, jsou vhodné pro aplikace s vysokým namáháním, ale mají omezenou tažnost.

Fyzikální vlastnosti

Fyzikální vlastnosti ovlivňují vhodnost slitiny pro aplikace vyžadující specifickou hmotnost nebo magnetické vlastnosti. Níže uvedená tabulka, pocházející z MatWeb, uvádí hustotu a specifickou hmotnost.

Slitiny titanu s hustotou od 4,4 do 4,8 g/cm³ jsou mnohem lehčí než jiné kovy jako ocel (7,9 g/cm³), což odpovídá jejich nízké hmotnosti a velké pevnosti. Slitiny titanu jsou dobrou volbou tam, kde je potřeba nízké magnetické rušení, například pro lékařské a letecké požadavky.

Elektrické vlastnosti

Slitiny titanu mají vysoký elektrický odpor (0,42-1,78 μΩ·m) ve srovnání s jinými kovy, jako je měď (0,017 μΩ·m), takže mají nižší vodivost.

Vlastností může být elektricky izolační materiál v zařízeních, kde je nejvíce požadována odolnost proti korozi a nevodivost-, jako jsou zařízení pro chemické zpracování.

Tepelné vlastnosti

Tepelné vlastnosti jsou rozhodující pro aplikace zahrnující vysoké teploty. Níže uvedená tabulka uvádí podrobnosti o tepelné vodivosti a maximální provozní teplotě.

Titanové slitiny dodávané s nízkou tepelnou vodivostí ztěžují jejich obrábění, ale jsou přijatelné při vysokých teplotách.

Kvůli fázové stabilitě je komerčně čistý titan omezen na 350 stupňů, zatímco slitiny jako Ti-6Al-4V a Ti-6242 procházejí extrémními teplotami 400–550 stupňů.

Získejte okamžitou cenovou nabídku a kontrolu skladu

Jsme specializovaný výrobce zabývající se hloubkovým zpracováním titanu a titanových slitin, nabízíme kompletní sortiment včetně titanových trubek, desek, tyčí, drátů a fólií. Naše zařízení je vybaveno moderními, specializovanými výrobními linkami obsahujícími těžké-reverzní válcovací stolice pro válcování za tepla pro tlusté plechy a víceválcové válcovny za studena pro přesné plechy a fólie. Výroba trubek využívá přesné poutnické válcovny za studena a linky na výrobu bezešvých trubek, zatímco tyčové a drátěné výrobky se formují pomocí vysokorychlostních válcoven tyčí a drátu a zařízení pro průběžné tažení. Kritické procesy jsou podporovány vakuovými žíhacími pecemi pro přesné tepelné zpracování a konečnou úpravu zajišťují CNC obráběcí centra, laserové řezací systémy a přesné nivelační stroje. Díky komplexnímu systému kontroly kvality, který dohlíží na celý proces od suroviny až po hotový produkt, jsme odhodláni poskytovat vysoce-výkonná a přesná titanová řešení pro průmyslová odvětví, jako je letecký průmysl, lékařská zařízení, chemické zpracování a-spotřební zboží vyšší třídy.

Implementujeme ochranné standardy průmyslové{0}}třídy a poskytujeme přizpůsobená řešení balení pro každý titanový produkt: trubky a tyče jsou jednotlivě zajištěny antikorozním obložením VCI ve vyztužených dřevěných bednách; desky a fólie jsou proloženy -PE fólií proti poškrábání a zabaleny v těžkých-krabicích z vlnité lepenky; dráty jsou precizně navinuty-na průmyslových cívkách. Všechny obaly obsahují vysoušedlo a mají jasné označení produktu s kódy sledovatelnosti, které zajišťují, že vaše přesné titanové materiály jsou chráněny před vlhkostí, nárazy a otěrem během skladování a globální logistiky a bezpečně dorazí na vaši výrobní linku.

Vyžádejte si technickou konzultaci