TB9 (Ti-38644) Titanová slitina: Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr Vlastnosti a aplikace

Titan existuje ve dvou alotropních krystalických strukturách. Pod 882 stupněm má šestiúhelníkovou uzavřenou-mřížku zvanou alfa titan; při 882 stupních a výše se transformuje na těleso-centrovanou kubickou mřížku, nazývanou beta titan. Transformační teplotu a výslednou mikrostrukturu lze řídit přidáním legujících prvků, což je základem konstrukce slitiny titanu. Teplota tání titanu je přibližně 1668 stupňů.

Klasifikace slitiny titanu

Tvářené slitiny titanu jsou seskupeny do tří skupin podle fází přítomných při pokojové teplotě: slitiny alfa, slitiny beta a slitiny alfa-plus{1}}beta. Slitiny alfa obecně nabízejí nejlepší obrobitelnost, slitiny alfa-plus-beta jsou středně pokročilé a slitiny beta jsou nejobtížněji obrobitelné, ale nabízejí nejvyšší dosažitelnou pevnost a hlubokou prokalitelnost. V čínském systému označování používaném v GB/T 3620 jsou alfa slitiny kódovány TA, beta slitiny jsou kódovány TB a alfa-plus-beta slitiny jsou kódovány TC.

Co je TB9 (Ti-38644)?

TB9, také známý jako Ti-38644, je metastabilní beta titanová slitina s nominálním složením Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr. Byl vyvinut v 60. letech 20. století americkým výrobcem titanu pro aplikace vyžadující velmi vysokou pevnost v kombinaci s odolností proti korozi. Slitina nese vysoký obsah beta-stabilizačních prvků s relativně vysokým obsahem molybdenu, což jí dává vynikající odolnost proti korozi v obecných médiích a také odolnost vůči korozi způsobené solným namáháním.

Chemické složení

Tepelné zpracování a mechanické vlastnosti

Velký obsah beta-stabilizačních prvků umožňuje TB9 reagovat na širokou škálu tepelných úprav. Změnou řešení a plánu stárnutí lze ze stejné slitiny vyrobit různé kombinace pevnosti-plasticity. Po úpravě roztokem a stárnutí dosahuje pevnost v tahu 1200 až 1400 MPa s lomovou houževnatostí 58 až 66 MPa·m^1/2kombinující vysokou pevnost v tahu s dobrou plasticitou a elastickými vlastnostmi. Slitina má také hlubokou prokalitelnost a kalený průřez- může dosáhnout 225 mm, což znamená, že tlusté části mohou být plně kaleny kalením bez poklesu pevnosti v jádře.

Vysoký poměr pevnosti-k-modulu a dobré charakteristiky pružiny TB9 z ní činí vhodný materiál pružin tam, kde jsou konvenční ocelové pružiny příliš těžké nebo kde je vyžadována odolnost proti korozi.

Aplikace

Letecké a letecké pružiny, kde je vyžadována úspora hmotnosti a vysoká únavová pevnost.

Vysokopevnostní spojovací prvky, včetně šroubů a šroubů pro upevnění draku letadla a motoru.

Torzní tyče a fóliové voštinové struktury pro systémy řízení draků.

Součásti startu letadel-na nosiči, které musí absorbovat vysoké dynamické zatížení.

Nástroje pro ropné-vrtání a součásti vrtů vystavené slanému a korozivnímu prostředí.

Poznámky k obrábění a výrobě

Slitiny beta titanu se obrábějí hůře než slitiny alfa nebo alfa-plus-beta, protože mají vysokou pevnost a tendenci k práci-tvrdnout. Používejte ostré nástroje, nízké řezné rychlosti, kladné úhly čela a velkorysý průtok chladicí kapaliny. Tepelné zpracování by mělo být prováděno ve vakuu nebo v ochranné atmosféře, aby se zabránilo nasávání kyslíku, a povrchové kontaminační vrstvy musí být před servisem odstraněny, například mořením nebo obráběním.

Často kladené otázky

Co znamená TB9 v označení titanu?

TB je čínská předpona označení beta titanových slitin a 9 je pořadové číslo slitiny. Alternativní název Ti-38644 odráží nominální složení Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr.

Proč je TB9 klasifikován jako metastabilní beta slitina?

Vzhledem k tomu, že její vysoký obsah beta-stabilizátoru zachovává beta fázi při pokojové teplotě po zchlazení z beta pole a slitina pak během stárnutí vysráží jemné alfa, aby bylo dosaženo vysoké pevnosti.

Jaké pevnosti může TB9 dosáhnout po tepelném zpracování?

Po úpravě roztokem a stárnutí je pevnost v tahu typicky 1200 až 1400 MPa s lomovou houževnatostí 58 až 66 MPa·m^1/2v závislosti na programu stárnutí.

Je TB9 vhodný pro korozní služby?

Ano. Vysoký obsah molybdenu poskytuje vynikající obecnou odolnost proti korozi a odolnost vůči solné-korozi namáhání, a proto se slitina používá v námořních-přilehlých a ropných-vrtacích aplikacích.

Jak silný úsek lze plně vytvrdit?

Slitina vykazuje hlubokou prokalitelnost, s kalenými průřezy{0}}dosažitelnými až do 225 mm, což je daleko za schopnostmi většiny alfa-plus-beta slitin.

Proč je beta titan hůře obrobitelný než alfa titan?

Beta slitiny kombinují vysokou pevnost s nízkou tepelnou vodivostí, která koncentruje teplo na břitu a podporuje mechanické zpevnění. Jsou vyžadovány nižší otáčky, pozitivní geometrie a vysoký průtok chladicí kapaliny.