Pokrok vo vývoji zliatin titánu

Vynikajúce vlastnosti titánu, zliatin titánu a zlúčenín titánu viedli k ich naliehavej potrebe. Vysoké výrobné náklady však obmedzili ich uplatnenie.

Napriek svojim vynikajúcim vlastnostiam majú diely zo zliatiny titánu stále ďaleko od univerzálneho použitia titánu a jeho zliatin, kvôli problémom, ako sú vysoké ceny, zlá tvarovateľnosť a slabá zvárateľnosť. Či už ide o prvotné tavenie kovu alebo následné spracovanie, cena titánovej zliatiny je oveľa vyššia ako u iných kovov.

S rozvojom technológie tvárnenia v blízkosti siete titánovej zliatiny a zvárania elektrónovým lúčom, zvárania plazmovým oblúkom, laserového zvárania a iných moderných zváracích technológií v posledných rokoch už problémy s tvárnením a zváraním titánových zliatin nie sú kľúčovým faktorom obmedzujúcim aplikáciu titánových zliatin, v posledných rokoch krajiny vyvíjajú lacné a vysokovýkonné nové typy zliatin titánu a snažia sa o to, aby sa zliatiny titánu dostali do oblasti civilného priemyslu s obrovským trhovým potenciálom. Nový pokrok vo výskume materiálov z titánových zliatin doma aj v zahraničí sa odráža najmä v nasledujúcich aspektoch.

Vysokoteplotná titánová zliatina

V posledných rokoch cudzie krajiny používajú technológiu rýchleho tuhnutia / práškovej metalurgie, kompozitné materiály vystužené vláknami alebo časticami na vývoj titánových zliatin ako smeru vývoja vysokoteplotných titánových zliatin, takže použitie titánových zliatin sa môže zvýšiť na viac ako 650 stupňov teplota. Americká spoločnosť McDonnell Douglas Company úspešne vyvinula vysokočistú titánovú zliatinu s vysokou hustotou pomocou technológie rýchleho tuhnutia/práškovej metalurgie a jej pevnosť pri 760 stupňoch je ekvivalentná pevnosti súčasnej titánovej zliatiny používanej pri izbovej teplote.

Titánová zliatina na báze zlúčeniny hliníka

V porovnaní so všeobecnými titánovými zliatinami, titánovými a hliníkovými zlúčeninami na báze intermetalických zlúčenín sodíka Ti3Al ( 2) a TiAl ( ), veľkou výhodou vysokoteplotného výkonu je dobrý (vysoká teplota 816 a 982 stupňov), odolnosť proti oxidácii, odolnosť proti tečeniu a nízka hmotnosť (hustota vysokoteplotných zliatin na báze niklu iba 1/2), tieto výhody z neho robia budúcnosť konštrukčných komponentov leteckých motorov a lietadiel s konkurencieschopným materiálom. Materiál.

Vysoká pevnosť a húževnatosť titánovej zliatiny

titánová zliatina raného typu je stred-1950 zliatina B120VCA vyvinutá spoločnosťou United States Crucible (Ti-13v-11Cr-3Al). Zliatiny titánu typu majú dobré vlastnosti pri obrábaní za tepla a za studena, ľahko sa kujú, dajú sa valcovať, zvárať, môžu byť pevným roztokom - ošetrenie starnutím na získanie vysokých mechanických vlastností, dobrá odolnosť voči životnému prostrediu a dobrá pevnosť a lomová húževnatosť. Nové zliatiny titánu s vysokou pevnosťou a húževnatosťou Predstavujú tieto typy:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), zliatina a konštrukčné komponenty lietadiel bežne používané vo vysokopevnostnej konštrukčnej oceli 30CrMnSiA, sú porovnateľné s vynikajúcim výkonom pri kovaní;

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), výkonnosť zliatiny pri spracovaní za studena je lepšia ako v prípade priemyselného čistého titánu a pevnosť v ťahu pri izbovej teplote po starnutí môže dosiahnuť viac ako 1000 MPa;

21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), zliatina je novým typom oxidácie odolnej pevnej zliatiny titánu vyvinutej divíziou Timet spoločnosti US Titanium Metals Company, s dobrou odolnosťou proti oxidácii, vynikajúcimi vlastnosťami opracovania za tepla a za studena, je možné z nich vyrobiť fólie s hrúbkou 0,064 mm;

Nehorľavá titánová zliatina

Bežné zliatiny titánu majú za určitých podmienok tendenciu horieť, čo do značnej miery obmedzuje ich použitie. Vzhľadom na túto situáciu všetky krajiny spustili výskum zliatin titánu spomaľujúcich horenie a urobili niekoľko prelomov. V Spojených štátoch vyvinutá zliatina c, je titánová zliatina spomaľujúca horenie necitlivá na nepretržité spaľovanie, ktorá bola použitá v motore F119. BTT-1 a BTT-3 pre ruský vývoj titánových zliatin spomaľujúcich horenie, sú to zliatiny Ti-Cu-Al, majú pomerne dobrú výkonnosť procesu tepelnej deformácie a možno ich použiť na výrobu zložitých dielov.

Lekárska zliatina titánu

Titán je netoxický, ľahký, má vysokú pevnosť a má vynikajúcu biokompatibilitu, je veľmi ideálnym medicínskym kovovým materiálom, možno ho použiť ako implantáty implantované do ľudského tela. V súčasnosti je v oblasti medicíny stále široko používaná zliatina Ti-6Al-4v ELI. Avšak, posledný z nich bude vyzrážať veľmi malé množstvo iónov vanádu a hliníka, čím sa zníži jeho bunková adaptabilita a môže spôsobiť poškodenie ľudského tela, tento problém už dlho vyvoláva veľké obavy v lekárskej komunite. Spojené štáty americké už v polovici{3} rokov začali vyvíjať biokompatibilné titánové zliatiny bez obsahu hliníka a vanádu pre ortopedickú chirurgiu. Japonsko, Spojené kráľovstvo a ďalšie krajiny tiež vykonali veľa výskumnej práce v tejto oblasti a dosiahli nový pokrok. Odhaduje sa, že v blízkej budúcnosti s vysokou pevnosťou, nízkym modulom pružnosti, ako aj vynikajúcimi vlastnosťami lisovania a odolnosti proti korózii zliatiny LU titánu pravdepodobne nahradí Ti-6Al-4V Zliatina ELI, ktorá je široko používaná v lekárskej oblasti.