Titaanisulami klassid: ülevaade neljast peamisest tüübist

Kirjanduse andmetel on üle 100 titaanisulami klassi, kuid tegelikult kasutatakse tööstuslikult vaid kümmekonda. Neid klasse on aga raske selgelt meelde jätta, seetõttu klassifitseerivad metallurgid need nende mikrostruktuuri järgi.

Titaanisulamite klassifikatsioon
Mikrostruktuuri muutuste põhjal jaotatakse titaanisulamid nelja tüüpi: -tüüpi, peaaegu- -tüüpi, + -tüüpi ja -tüüpi titaanisulamid.

Puhas titaan läbib kristallstruktuuri muutuse ligikaudu 882 kraadi juures. Sellest madalamal temperatuuril on titaanil kuusnurkne tihedalt{2}}pakitud (HCP) struktuur, mida nimetatakse faasiks. Kõrgematel temperatuuridel muutub see keha{4}}keskseks kuubikujuliseks (BCC) struktuuriks, mida nimetatakse faasiks. Legeerivad elemendid mõjutavad toatemperatuuril faasi või faasi sisaldust. Alumiinium, hapnik ja lämmastik stabiliseerivad tavaliselt faasi, samas kui sellised elemendid nagu vanaadium, molübdeen, kroom ja nioobium kipuvad faasi stabiliseerima, mille tulemuseks on peamine titaanisulami seeria. Üldisi struktuurimuudatusi saame mõista ka järgmiselt: → lähedal- → + → . Nende struktuurimuutustega muutuvad ka sellised omadused nagu tugevus, plastilisus, kuumakindlus, vormitavus ja kuumtöötluse reaktsioon.

Titaanisulamid

Levinud sulamid TA0, TA1, TA2, TA3, TA7, TA9 ja TA10 on suhteliselt levinud tööstuslikud puhtad titaanisulamid, mida kasutatakse ka rakendustes, mis nõuavad eriti suurt korrosioonikindlust. Need sulamid ei ole valitud nende ülikõrge tugevuse tõttu; Nende eelisteks on suurepärane korrosioonikindlus, hea keevitatavus ja suhteliselt hea töödeldavus. Seetõttu kasutatakse neid tavaliselt keemiaseadmetes, soojusvahetites, torustikesüsteemides, naftakeemiaseadmetes, kloor-leelisseadmetes ja veepuhastussüsteemides. Söövitava keskkonnaga kokkupuutuvate seadmete puhul on kõrge tõmbetugevus vähem kasulik kui titaani korrosioonikindlus.

Titaanisulamite- lähedal

Peaaegu - sulamid koosnevad peamiselt faasist, mis sisaldavad vähesel määral faasi. Hinded hõlmavad TA11, TA15, TA13 ja TA19. Võrreldes tavaliste sulamitega on nendel materjalidel kõrgem-temperatuuritugevus ja libisemiskindlus. Neid kasutatakse tavaliselt lennundusstruktuurides ja{8}}mootoriga seotud komponentides. Näiteks TA15, tuntud ka kui BT20, ja TA19, mis vastavad Ti-6242S-ile, pakuvad paremat jõudlust. Nende omadused suurendavad titaani tugevust toatemperatuuril, säilitades samal ajal selle toimivuse pikka aega kõrgel temperatuuril.

+ Titaanisulamid

Kõige tavalisemad sulamitüübid on TC1, TC4, TC6, TC10 ja TC11. Keskendume TC4-le, kuna see on kõige põhjalikumalt uuritud, kõige kauem{6}}kasutatud, kõige paremini-toimiv ja enim kasutatav sulam. TC4 keemiline valem on Ti-6Al-4V ja see on rahvusvaheliselt tuntud kui 5. klassi titaan. Selle koostis sisaldab ligikaudu 6% alumiiniumi ja 4% vanaadiumi.

+ titaanisulamite keevitamine ja töötlemine võib olla keerulisem. Lõpliku jõudluse määravad suuresti töötlemisprotsess, kuumtöötlemine ja materjali seisund. +. Titaanisulamite keevitamine ja töötlemine võib olla keerulisem.

Titaanisulamid

titaanisulamid sisaldavad rohkem -stabiliseerivaid elemente. Näiteks TB2, Beeta C ja muud metastabiilsed sulamid. Nende materjalide märkimisväärne omadus on nende vormitavus. Lahusega{5}}töödeldud olekus on mõnda sulamit suhteliselt lihtne külmvormida. Nende tugevus võib pärast vananemist oluliselt paraneda. Mõne klassi puhul võib tõmbetugevus ulatuda umbes 1300–1400 MPa, olenevalt koostisest, töötlemistehnoloogiast ja kuumtöötlusest. See muudab titaanisulamid atraktiivseks sellistes valdkondades nagu vedrud, kinnitusdetailid, kosmosekomponendid ning nafta- ja gaasiseadmed. sulamid on üldiselt kallimad ning nende omadused on töötlemistehnoloogia ja kuumtöötluse suhtes väga tundlikud. Need ei ole lihtsalt TC4 "tugevdatud" versioonid.

Oma tööstusele sobiva titaanisulami valimine
Sobiva titaanisulami valimisel võivad sellised tegurid nagu hea korrosioonikindlus muuta sulamid sobivamaks. Kõrge temperatuuriga rakenduste jaoks pakuvad + sulamid (nt TC4) head kombineeritud tugevust ja sitkust, muutes need kõige sagedamini kasutatavateks titaanisulamiteks. sulamid on eriti olulised suure tugevuse, külmvormitavuse või spetsiifiliste kuumtöötlusomaduste jaoks.

Ettevaatusabinõud Xuze titaanisulamite kasutamisel:

Keskkond kasutamiseks

Nõutav tugevus

Töötlemis- ja vormimismeetodid

Keevitamine ja kuumtöötlus

Kulude eelarve

Järeldus

Seejärel olete omandanud titaanisulami valiku "esimesed põhimõtted": Korrosioonikindluse ja hea keevitatavuse tagamiseks valige ; kõrge temperatuuritaluvuse jaoks valige lähedal- ; igakülgse jõudluse jaoks valige + (varukoopiaks TC4); külmvormimiseks ja üli-kõrge tugevusega, valige