Progrese în dezvoltarea aliajelor de titan

Proprietățile excelente ale titanului, aliajelor de titan și compușilor de titan au dus la o nevoie urgentă de ele. Cu toate acestea, costul ridicat de producție a limitat aplicarea acestora.

În ciuda proprietăților lor superioare, piesele din aliaj de titan sunt încă departe de aplicarea universală a titanului și a aliajelor sale, din cauza unor probleme precum prețurile ridicate, formabilitatea slabă și sudarea slabă. Fie că este vorba de topirea inițială a metalului sau de prelucrarea ulterioară, prețul aliajului de titan este mult mai mare decât al altor metale.

Odată cu dezvoltarea tehnologiei de formare aproape-netă a aliajului de titan și sudarea cu fascicul de electroni, sudarea cu arc cu plasmă, sudarea cu laser și alte tehnologii moderne de sudare în ultimii ani, problemele de formare și sudare a aliajului de titan nu mai sunt un factor cheie care limitează aplicarea aliajelor de titan, în ultimii ani, țările dezvoltă noi tipuri de aliaje de titan cu costuri reduse și de înaltă performanță și se străduiesc să transforme aliajele de titan în domeniul industriei civile cu potențial uriaș de piață. Noul progres al cercetării asupra materialelor din aliaje de titan în țară și în străinătate se reflectă în principal în următoarele aspecte.

Aliaj de titan la temperaturi ridicate

În ultimii ani, țările străine să folosească tehnologia de solidificare rapidă / metalurgia pulberilor, materiale compozite armate cu fibre sau particule pentru a dezvolta aliaje de titan ca direcție de dezvoltare a aliajului de titan la temperatură înaltă, astfel încât utilizarea aliajelor de titan poate fi crescută la mai mult de 650 de grade temperatura. Compania McDonnell Douglas din SUA a dezvoltat cu succes un aliaj de titan de înaltă puritate, de înaltă densitate, folosind tehnologia de solidificare rapidă/metalurgie a pulberilor, iar rezistența sa la 760 de grade este echivalentă cu rezistența aliajului de titan actual utilizat la temperatura camerei.

Aliaj de titan pe bază de compus de titan-aluminiu

În comparație cu aliajele generale de titan, compușii de titan și aluminiu pe bază de compuși intermetalici de sodiu Ti3Al ( 2) și TiAl ( ), marele avantaj al performanței la temperaturi înalte este bun (temperatură ridicată de 816 și, respectiv, 982 de grade), rezistența la oxidare, rezistența la fluaj. și greutate redusă (densitatea aliajelor de înaltă temperatură pe bază de nichel doar 1/2), aceste avantaje îl fac să devină viitorul componentelor structurale pentru motoare și aeronave cu un material competitiv. Material.

Aliaj de titan de înaltă rezistență și duritate ridicată

-Tip aliaj de titan devreme este mijlocul-1950de către compania americană Crucible dezvoltat aliaj B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). Aliajele de titan de tip au proprietăți bune de prelucrare la cald și la rece, ușor de forjat, pot fi laminate, sudate, pot fi soluție solidă - tratament de îmbătrânire pentru a obține proprietăți mecanice ridicate, rezistență bună la mediu și rezistență și tenacitate la rupere de o potrivire bună. Noi aliaje de titan de înaltă rezistență și de înaltă tenacitate Reprezentative pentru următoarele tipuri:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), aliajul și componentele structurale aeronavelor utilizate în mod obișnuit în performanța oțelului structural de înaltă rezistență 30CrMnSiA este comparabilă cu o performanță excelentă de forjare;

Ti153 (Ti-15V-3Cr{-3Al{-3Sn), performanța de lucru la rece a aliajului este mai bună decât titanul pur industrial, iar rezistența la tracțiune la temperatura camerei după îmbătrânire poate ajunge la mai mult de 1000MPa;

21S (Ti-15Mo-3Al{{-2.7Nb{-0.2Si), aliajul este un nou tip de aliaj de titan puternic, rezistent la oxidare, dezvoltat de Divizia Timet a Companiei SUA Titanium Metals, cu rezistență bună la oxidare, excelente proprietăți de lucru la cald și la rece, pot fi transformate în folii cu o grosime de 0.064mm;

Aliaj de titan ignifug

Aliajele convenționale de titan au tendința de a arde în anumite condiții, ceea ce limitează în mare măsură aplicarea acestora. Având în vedere această situație, toate țările au lansat cercetările privind aliajele de titan ignifuge și au făcut unele descoperiri. Statele Unite au dezvoltat aliajul c, este un aliaj de titan ignifug, insensibil la combustie continuă, care a fost utilizat în motorul F119. BTT-1 și BTT-3 pentru dezvoltarea rusă a aliajelor de titan ignifuge, sunt aliaje Ti-Cu-Al, au o performanță destul de bună a procesului de deformare termică, pot fi folosite pentru a face piese complexe.

Aliaj medical de titan

Titanul este non-toxic, ușor, de mare rezistență și are o excelentă biocompatibilitate, este un material metalic medical foarte ideal, poate fi folosit ca implanturi implantate în corpul uman. În prezent, utilizat pe scară largă în domeniul medical este încă aliajul Ti-6Al{-4v ELI. Cu toate acestea, acesta din urmă va precipita o cantitate foarte mică de ioni de vanadiu și aluminiu, reducându-și adaptabilitatea celulară și poate provoca daune corpului uman, această problemă a provocat de multă vreme îngrijorare larg răspândită în comunitatea medicală. Statele Unite încă de la mijlocul-1980s-au început să dezvolte aliaje de titan biocompatibile, fără aluminiu, fără vanadiu, pentru chirurgia ortopedică. Japonia, Regatul Unit și alte țări au făcut, de asemenea, o mulțime de lucrări de cercetare în acest domeniu și au făcut noi progrese. Se estimează că, în viitorul apropiat, cu rezistență ridicată, modul scăzut de elasticitate, precum și proprietăți excelente de rezistență la turnare și la coroziune ale aliajului de titan LU, este probabil să înlocuiască Ti-6Al{-4V Aliaj ELI, care este utilizat pe scară largă în domeniul medical.