Pokrok ve vývoji slitin titanu

Vynikající vlastnosti titanu, slitin titanu a sloučenin titanu vedly k jejich naléhavé potřebě. Vysoké výrobní náklady však omezily jejich použití.

Navzdory svým vynikajícím vlastnostem mají díly ze slitiny titanu stále ještě daleko k univerzálnímu použití titanu a jeho slitin, kvůli problémům, jako jsou vysoké ceny, špatná tvarovatelnost a špatná svařitelnost. Ať už se jedná o prvotní tavení kovu nebo následné zpracování, cena titanové slitiny je mnohem vyšší než u jiných kovů.

S rozvojem technologie tváření v blízkosti sítě z titanové slitiny a svařování elektronovým paprskem, svařování plazmovým obloukem, laserové svařování a další moderní svařovací technologie v posledních letech již problémy s tvářením a svařováním titanové slitiny nejsou klíčovým faktorem omezujícím použití slitin titanu, v posledních letech země vyvíjejí levné a vysoce výkonné nové typy slitin titanu a usilují o to, aby se slitiny titanu dostaly do oblasti civilního průmyslu s obrovským tržním potenciálem. Nový pokrok ve výzkumu materiálů ze slitin titanu doma i v zahraničí se odráží především v následujících aspektech.

Vysokoteplotní titanová slitina

V posledních letech cizí země používají technologii rychlého tuhnutí / práškové metalurgie, kompozitní materiály vyztužené vlákny nebo částicemi k vývoji slitin titanu jako směr vývoje vysokoteplotní slitiny titanu, takže použití slitin titanu lze zvýšit na více než 650 stupňů teplota. Americká společnost McDonnell Douglas Company úspěšně vyvinula vysoce čistou titanovou slitinu s vysokou hustotou využívající technologii rychlého tuhnutí/práškové metalurgie a její pevnost při 760 stupních je ekvivalentní pevnosti současné titanové slitiny používané při pokojové teplotě.

Titanová slitina na bázi směsi titanu a hliníku

Ve srovnání s obecnými slitinami titanu, titanovými a hliníkovými sloučeninami na bázi intermetalických sloučenin sodíku Ti3Al ( 2) a TiAl ( ) je velkou výhodou výkonu při vysokých teplotách dobrý (vysoká teplota 816 a 982 stupňů), odolnost proti oxidaci, odolnost proti tečení a nízká hmotnost (hustota vysokoteplotních slitin na bázi niklu pouze 1/2), tyto výhody z něj činí budoucnost konstrukčních součástí leteckých motorů a letadel s konkurenčním materiálem. Materiál.

Vysoká pevnost a houževnatost typu titanové slitiny

-raná titanová slitina je střední-1950slitina vyvinutá společností United States Crucible společností B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). -slitiny titanu typu mají dobré vlastnosti pro obrábění za tepla a za studena, snadno se kují, mohou být válcovány, svařovány, mohou být pevným roztokem - ošetření stárnutím pro získání vysokých mechanických vlastností, dobrou odolností vůči životnímu prostředí a dobrou pevností a lomovou houževnatostí. Nové slitiny titanu s vysokou pevností a houževnatostí Reprezentativní z následujících typů:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), slitina a konstrukční součásti letadel běžně používané ve vysokopevnostní konstrukční oceli 30CrMnSiA, jsou srovnatelné s vynikajícím výkonem při kování;

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), slitina má lepší zpracovatelnost za studena než průmyslový čistý titan a pevnost v tahu při pokojové teplotě po stárnutí může dosáhnout více než 1000 MPa;

21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), slitina je nový typ oxidace odolné, pevné titanové slitiny vyvinuté Timet Division společnosti US Titanium Metals Company, s dobrou odolností proti oxidaci, vynikajícími vlastnostmi zpracování za tepla i za studena, lze z nich vyrobit fólie o tloušťce 0,064 mm;

Nehořlavá titanová slitina

Konvenční titanové slitiny mají tendenci za určitých podmínek hořet, což do značné míry omezuje jejich použití. S ohledem na tuto situaci všechny země zahájily výzkum titanových slitin zpomalujících hoření a učinily několik průlomů. Slitina c vyvinutá Spojenými státy, je titanová slitina zpomalující hoření necitlivá na nepřetržité spalování, která byla použita v motoru F119. BTT-1 a BTT-3 pro ruský vývoj nehořlavých titanových slitin, jsou slitiny Ti-Cu-Al, mají poměrně dobrý výkon při procesu tepelné deformace, lze je použít k výrobě složitých dílů.

Lékařská slitina titanu

Titan je netoxický, lehký, má vysokou pevnost a má vynikající biokompatibilitu, je velmi ideálním lékařským kovovým materiálem, lze jej použít jako implantáty implantované do lidského těla. V současné době je v lékařské oblasti stále široce používána slitina Ti-6Al-4v ELI. Nicméně, posledně jmenovaný způsobí vysrážení velmi malého množství iontů vanadu a hliníku, což sníží jeho buněčnou adaptabilitu a může způsobit poškození lidského těla, tento problém již dlouho vyvolává v lékařské komunitě velké obavy. Spojené státy již v polovině-1980 začaly vyvíjet biokompatibilní titanové slitiny bez hliníku a vanadu pro ortopedickou chirurgii. Japonsko, Spojené království a další země také provedly mnoho výzkumné práce v této oblasti a dosáhly určitého nového pokroku. Odhaduje se, že v blízké budoucnosti titanová slitina LU s vysokou pevností, nízkým modulem pružnosti a vynikajícími vlastnostmi lisování a odolnosti proti korozi pravděpodobně nahradí Ti-6Al-4V Slitina ELI, která je široce používána v lékařské oblasti.