Які бувають види титанових сплавів? Детальне пояснення типів титанових сплавів
У величезному всесвіті металевих матеріалів титановий сплав виділяється своїм унікальним шармом. Він не тільки має легкий корпус, але й має численні переваги, такі як висока міцність, стійкість до корозії та стійкість до високих температур, стаючи незамінним і важливим матеріалом у сучасній промисловій сфері. Отже, які бувають види титанових сплавів? Сьогодні давайте заглибимося у світ титанових сплавів і дослідимо його різноманітну чарівність.
1. Жаркожаропрочний титановий сплав Ti-6Al-4V
Перший високотемпературний титановий сплав, успішно розроблений у світі, — Ti-6Al-4V, робоча температура якого становить 300-350 градус. Згодом були розроблені такі сплави, як IMI550 і BT3-1 з робочою температурою 400 градусів, а також IMI679, IMI685, Ti-6246, Ti-6242 з робочою температурою 450~500 градусів. за іншим. В даний час нові високотемпературні титанові сплави, які успішно використовуються в авіаційних двигунах, включають сплави IMI829 і IMI834 у Великобританії; Ti-1100 сплав у США; Сплави BT18Y та BT36 у Росії тощо. В останні роки зарубіжні країни взяли технологію швидкого затвердіння/порошкової металургії та композиційні матеріали, армовані волокном або частинками, для розробки титанових сплавів як напрям розвитку високотемпературних титанових сплавів, щоб використовувати температура титанових сплавів може бути підвищена вище 650 градусів. McDonnell Douglas зі Сполучених Штатів успішно розробив титановий сплав високої чистоти та високої щільності за допомогою технології швидкого затвердіння/порошкової металургії. Його міцність при 760 градусах еквівалентна міцності титанових сплавів, які зараз використовуються при кімнатній температурі.
2. Титанові сплави на основі сполук титану алюмінію
Порівняно зі звичайними титановими сплавами, перевагами титано-алюмінієвих сполук на основі інтерметалічних сполук натрію Ti3Al (2) і TiAl () є хороші високотемпературні характеристики (температури використання 816 і 982 градуси відповідно), сильна стійкість до окислення, хороша стійкість до повзучості та невелика вага (щільність становить лише 1/2 жароміцних сплавів на основі нікелю). Ці переваги роблять його конкурентоспроможним матеріалом для майбутніх авіаційних двигунів і деталей конструкції літаків. Наразі розпочато виробництво двох титанових сплавів на основі Ti3Al, Ti-21Nb-14Al та Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo масове виробництво в США. Інші титанові сплави на основі Ti3Al, розроблені в останні роки, включають Ti-24Al-11Nb, Ti25Al-17Nb-1Mo та Ti-25Al{{27} }Nb-3V-1Mo. Діапазон складу титанових сплавів на основі TiAl ( ) становить TAl-(1-10)M (at.%), де M є принаймні одним елементом серед v, Cr, Mn, Nb, Mn, Mo та W. Останнім часом увагу почали привертати титанові сплави на основі TiAl3-, наприклад сплав Ti-65Al-10Ni.
3. Титановий сплав високої міцності та високої в'язкості
Титановий сплав типу типу був вперше розроблений Crucible у Сполучених Штатах у середині-1950 XX століття. Сплав B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). Титановий сплав типу типу має хороші властивості гарячої та холодної обробки, його легко кувати, його можна прокатувати та зварювати, він може отримати високі механічні властивості, гарну стійкість до навколишнього середовища та гарне поєднання міцності та в’язкості до руйнування за допомогою старіння у твердому розчині. Типовими новими титановими сплавами високої міцності та високої в’язкості є такі: Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), який має такі ж характеристики, як і високоміцний структурний 30CrMnSiA сталь, яка зазвичай використовується в конструкціях літаків і має відмінні характеристики кування; Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), який має кращі характеристики холодної обробки, ніж промисловий чистий титан, а міцність на розрив при кімнатній температурі після старіння може досягати більше 1000 МПа; 21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), який є новим типом стійкого до окислення надвисокоміцного титанового сплаву, розробленого підрозділ Timet американської титанової металевої компанії, має хорошу хорошу стійкість до окислення, чудову гарячу та холодну обробку, може бути зроблено у фольгу товщиною 0,064 мм; SP-700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe) титановий сплав, успішно розроблений Nippon Steel Tube Co., Ltd. (NKK) має високу міцність, надпластичне подовження до 2000%, а температура надпластичного формування на 140 градусів нижча, ніж Ti-6Al-4V, який може замінити Ti-6Al-4 V сплав для виготовлення різноманітних аерокосмічних компонентів за технологією суперпластичного формування-дифузії (SPF/DB); BT-22 (TI-5v-5Mo-1Cr-5Al), розроблений Росією, має міцність на розрив понад 1105 МПа.
4. Вогнетривкий титановий сплав
Звичайні титанові сплави мають тенденцію спалювати алкани за певних умов, що значно обмежує їх застосування. У відповідь на цю ситуацію різні країни почали дослідження вогнестійких титанових сплавів і досягли певних проривів. Сплав C (також відомий як T), розроблений державою Qiang, має номінальний склад 50Ti-35v-15Cr (масова частка). Це вогнезахисний титановий сплав, нечутливий до постійного згоряння, який використовується в двигунах F119. БТТ-1 і БТТ-3 — це вогнестійкі титанові сплави, розроблені Росією. Обидва є сплавами Ti-Cu-Al з дуже хорошими характеристиками процесу термічної деформації та можуть використовуватися для виготовлення складних деталей.
5. Медичні титанові сплави
Титан нетоксичний, легкий, має високу міцність і відмінну біосумісність. Це ідеальний медичний металевий матеріал, який можна використовувати як імплантат для людського тіла. Нині Ti-6Al-4v все ще широко використовується в галузі медицини. ELI сплав. Однак останній буде осаджувати дуже невелику кількість іонів ванадію та алюмінію, що знижує його адаптивність клітин і може завдати шкоди організму людини. Ця проблема давно привертає увагу в медичній спільноті. Уже в середині-1980 минулого століття Сполучені Штати почали розробляти біосумісні титанові сплави без вмісту алюмінію та ванадію для ортопедії. Японія, Сполучене Королівство та інші країни також провели багато досліджень у цій галузі та досягли певних успіхів. Наприклад, Японія розробила серію + титанових сплавів із чудовою біосумісністю, зокрема Ti-15Zr-4Nb_4ta{{10}}.2Pd, Ti -15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0,05N, Ti-15Sn-4Nb-2 Ta-0.2Pd і Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20. Корозійна міцність, втомна міцність і корозійна стійкість цих сплавів кращі, ніж у Ti-6Al-4v ELI. Порівняно з титановим сплавом +, титановий сплав має вищу міцність, кращу продуктивність різання та міцність і більше підходить для імплантації в організм людини. У Сполучених Штатах рекомендовано п’ять титанових сплавів для медицини, а саме TMZFTM (TI-12Mo-^Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr , Timetal 21SRx (TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si), Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) і Ti{{51 }}Пн. Передбачається, що в найближчому майбутньому цей тип титанового сплаву з високою міцністю, низьким модулем пружності, відмінною формуваністю та стійкістю до корозії, ймовірно, замінить сплав Ti-6Al-4V, який зараз широко використовується в медична сфера. ELI сплав.
З безперервним прогресом науки і техніки та постійним розвитком промисловості перспективи застосування титанових сплавів будуть ставати все ширшими. З одного боку, дослідження титанових сплавів будуть продовжувати поглиблюватися, і буде розроблено більше нових титанових сплавів для задоволення потреб різних галузей. З іншого боку, технологія виробництва титанових сплавів буде продовжувати вдосконалюватися, підвищувати ефективність виробництва, знижувати витрати та сприяти популяризації та застосуванню титанових сплавів.
