Koja je glavna upotreba legure titana?

Titan je važan konstrukcijski metal razvijen 1950-ih. Legura titana naširoko se koristi u raznim područjima zbog svoje visoke specifične čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju i visoke toplinske otpornosti. Mnoge zemlje u svijetu su uvidjele važnost materijala od legura lopate, te su ih sukcesivno proučavale i razvijale, te dobile praktičnu primjenu.

Prva praktična legura titana je uspješan razvoj legure TI-6AL-4V u Sjedinjenim Državama 1954. godine, zbog svoje otpornosti na toplinu, čvrstoće, plastičnosti, žilavosti, mogućnosti oblikovanja, zavarljivosti, otpornosti na koroziju i biokompatibilnost je dobra i postala je vrhunska legura u industriji legura titana, upotreba legura činila je 75 posto ~ 85 posto svih legura titana. Mnoge druge legure titana mogu se smatrati modifikacijama legura Ti-6Al-4V.

U 1950-ima i 1960-ima uglavnom je razvijao leguru titana za visoke temperature za zrakoplovne motore i strukturnu leguru titana za karoseriju. U 1970-ima razvijena je serija legure titana otporne na koroziju. Od 1980-ih legura titana otporna na koroziju i legura titana visoke čvrstoće dalje su se razvijale. Radna temperatura legure titana otporne na toplinu porasla je s 400 stupnjeva u 1950-ima na 600 ~ 650 stupnjeva u 1990-ima. Pojava A2(Ti3Al) i R (TiAl) baznih legura čini titan u motoru od hladnog kraja motora (ventilator i kompresor) do vrućeg kraja motora (turbina) u smjeru. Strukturne legure titana razvijaju se prema visokoj čvrstoći, visokoj plastičnosti, visokoj čvrstoći, velikoj žilavosti, visokom modulu i visokoj toleranciji na oštećenja.

Osim toga, legure s pamćenjem oblika kao što su Ti-Ni, Ti-Ni-Fe i Ti-Ni-Nb razvijene su od 1970-ih i sve se više koriste u inženjerstvu.

Trenutno su u svijetu razvijene stotine legura titana, s 20 do 30 najpoznatijih legura, kao što su TI-6AL-4V, TI-5AL{{5 }}.5Sn, TI-2AL-2.5Zr, TI-32Mo, Ti-Mo-Ni, TI-PD, SP-700, TI{{15} }, TI-1023, TI-10-5-3, TI-1023, BT9, BT20, IMI829, IMI 834 (2, 4].

Legure titana mogu se podijeliti u četiri tipa: , plus , legure i intermetalni spojevi Ti-Al (ovdje TixAl, x=1).

2. Novi napredak titanovih legura

Posljednjih godina zemlje razvijaju nove legure titana niske cijene i visokih performansi i ulažu napore da legure titana uđu u civilnu industriju s ogromnim tržišnim potencijalom. Novi napredak u istraživanju materijala od legura titana u zemlji i inozemstvu uglavnom se odražava u sljedećim aspektima.

(1) visokotemperaturna legura titana.

Prvi svjetski uspješan razvoj visokotemperaturne legure titana je TI-6AL-4V, korištenje temperature od 300-350 stupnjeva. Nakon toga su se sukcesivno razvijale legure kao što su IMI550 i BT3-1 s temperaturom od 400 stupnjeva i IMI679, IMI685, TI-6246 i TI-6242 s temperaturom od 450~500 stupnjeva. Trenutno se nove visokotemperaturne legure titana uspješno koriste u motorima vojnih i civilnih zrakoplova. Britanska legura IMI829, IMI834; američka TI-1100 legura; Ruska legura BT18Y, BT36 itd. Tablica 7 prikazuje maksimalnu radnu temperaturu novih visokotemperaturnih legura titana u nekim zemljama [26].

Posljednjih godina, upotreba tehnologije brzog skrućivanja/metalurgije praha, kompozitnih materijala ojačanih vlaknima ili česticama za razvoj legure titana kao smjer razvoja visokotemperaturne legure titana, tako da se uporaba temperature legure titana može povećati na 650 stupnjeva iznad [ 1,27,29,31]. McDonnell Douglas razvio je leguru titana visoke čistoće i velike gustoće korištenjem tehnologije brzog skrućivanja/metalurgije praha, čija je čvrstoća na 760 stupnjeva ekvivalentna čvrstoći legure titana koja se koristi na sobnoj temperaturi [26].

(2) Legure titana na bazi spojeva Ti-Al.

U usporedbi s općom legurom titana, najveće prednosti Ti-Al spojeva kao što su intermetalni spojevi natrij Ti3Al (2) i TiAl () su dobre performanse pri visokim temperaturama (maksimalna radna temperatura je 816 odnosno 982 stupnja), jaka otpornost na oksidaciju, dobra otpornost na puzanje i mala težina (gustoća je samo polovica od superlegure na bazi nikla). Ove ga prednosti čine najkonkurentnijim materijalom za buduće zrakoplovne motore i konstrukcijske dijelove zrakoplova [26].

Trenutno su počele dvije legure titana na bazi Ti3Al, TI-21NB-14Al i Ti-24Al-14Nb-# V-0.5Mo masovna proizvodnja u Sjedinjenim Državama. Druge legure titana na bazi Ti3Al razvijene posljednjih godina uključuju Ti-24al-11Nb, Ti25Al-17NB-1Mo i Ti-25Al{{17} }NB-3V-1Mo, itd. [29]. Sastav legure titana na bazi TiAl ( ) je u rasponu od Ti- (46-52) Al- (1-10) M (at. postotak), gdje je M barem jedan element od V, Cr, Mn, Nb, Mn, Mo i W. Nedavno su legure titana na bazi TiAl3-privukle pozornost, kao što je legura Ti-65Al-10Ni [1].

(3) Legura titana visoke čvrstoće i žilavosti.

legura titana je legura B120VCA (TI-13V-11CR-3Al) razvijena od strane Crucible Company sredinom 1950-ih. Vrsta legura titana ima dobra svojstva rada na hladnom i vrućem, lako se kovati, može se valjati, zavarivati, može se proći kroz otopinu i tretman starenja kako bi se postigla bolja mehanička svojstva, dobra otpornost na okoliš i čvrstoća, a žilavost loma je vrlo dobra. Nove legure titana visoke čvrstoće i visoke žilavosti najreprezentativnije su za sljedeće [26,30]:

Ti1023 (TI-10V-2Fe -# Al), ova legura je usporediva s 30CrMnSiA konstrukcijskim čelikom visoke čvrstoće koji se obično koristi u konstrukcijskim dijelovima zrakoplova, s izvrsnim učinkom kovanja;

Ti153 (TI-15V-3CR-3Al-3Sn), radna izvedba legure na hladnom je bolja od one industrijskog čistog titana, vlačna čvrstoća na sobnoj temperaturi nakon starenja može doseći više od 1000MPa;

21S (TI-15Mo-3Al-2.7NB-0.2Si), ova legura je nova legura titana ultra visoke čvrstoće otporna na oksidaciju koju je razvio Timet Division of American Titanium Metal Company. Ima dobru otpornost na oksidaciju, izvrsna svojstva rada na hladnom i vrućem, i može se izraditi u foliju debljine 0.064mm;

Sp-700 (TI-4.5Al-3V-2Mo-2Fe) legura titana koju je razvila Japan Steel Pipe Corporation (NKK) ima veliku čvrstoću, superplastičnost istezanje do 2000 posto, a temperatura superplastičnog oblikovanja 140 stupnjeva niža od TI-6AL-4V. Može zamijeniti Ti-6Al-4V leguru tehnologijom superplastičnog difuzijskog povezivanja (SPF/DB) za proizvodnju raznih komponenti za zrakoplovstvo;

Rusija je razvila BT-22 (TI-5V-5MO-1CR-5AL), njegova vlačna čvrstoća može doseći više od 1105MPA

(4) Zapaljiva legura titana. Konvencionalne legure titana imaju tendenciju gorenja alkana pod određenim uvjetima, što u velikoj mjeri ograničava njihovu primjenu. S obzirom na ovu situaciju, mnoge su zemlje provele istraživanje legura titana otpornih na plamen i postigle neka otkrića. Legura C (također poznata kao TI-1720), s nominalnim sastavom od 50TI-35V-15Cr (maseni udio), bila je legura titana otporna na plamen, neosjetljiva na kontinuirano izgaranje, koja je korišten u motoru F119. Btt-1 i BTT-3 su legure titana otporne na plamen koje je razvila Rusija, obje su legure serije Ti-Cu-Al, koje imaju prilično dobre performanse procesa toplinske deformacije i mogu se koristiti za izradu složenih dijelovi [26].

(5) Medicinska legura titana.

Titan je netoksičan, lagan, visoke čvrstoće i ima izvrsnu biokompatibilnost. To je vrlo idealan medicinski metalni materijal i može se koristiti kao implantat za ljudsko tijelo. Trenutačno se legura Ti-6Al-4V ELI još uvijek široko koristi u polju medicine. Međutim, potonji može precipitirati iznimno male količine vanadijevih i aluminijevih iona, što smanjuje prilagodljivost stanica i može naškoditi ljudskom tijelu. Ovaj problem privukao je veliku pozornost u medicinskom polju. Već sredinom -1980-ih Qiang je počeo razvijati legure titana bez aluminija, vanadija i biokompatibilne za upotrebu u ortopedskoj kirurgiji. Japan, Britanija i tako dalje također su obavili dosta istraživanja na ovom polju i postigli neke nove pomake. Japan je, na primjer, razvio niz plus legura titana s izvrsnom biokompatibilnošću, uključujući TI-15ZR-4NB_4TA-0.2PD, TI{{11} }ZR-4NB-ATA-0.2PD-0.20 ~0,05N, TI-15SN-4NB{{22} }TA-0.2PD i TI-15SN-4NB-2TA-0.2PD-0.20, Čvrstoća na koroziju, čvrstoća na zamor i otpornost na koroziju ovih legura bolja je od Ti-6Al-4V ELI. U usporedbi s plus legurom titana, legura titana ima veću otpornost na vodu, bolju izvedbu reza i žilavost, te je prikladnija za ugradnju kao implantat u ljudsko tijelo. Pet legura titana preporučeno je za medicinsku upotrebu u Sjedinjenim Državama, naime, TMZFTM (Ti-12Mo -^ ZR-2Fe), Ti-13NB-13Zr , Timetal 21SRx (TI-15MO-2.5NB-0.2Si), Tiadyne 1610 (TI-16NB-9.5HF) i TI{{50 }}Mo. Procjenjuje se da će takve legure titana visoke čvrstoće, niskog modula elastičnosti, izvrsne mogućnosti oblikovanja i otpornosti na koroziju vjerojatno u bliskoj budućnosti zamijeniti legure Ti-6AL-4V ELI koje se naširoko koriste u medicini .

Ako imate pitanja, slobodno nas kontaktirajte. Naša tvrtka može proizvesti različite prilagođene igle, medicinske igle, igle za ubod, potkožne igle, igle za biopsiju, igle za cjepiva, igle za injekcije, igle za štrcaljke, veterinarske igle, igle za olovke, igle za podizanje jajne stanice, igle za kralježnicu itd. Ako trebate prilagođene proizvodi za igle, kontaktirajte nas. Radujemo se vašem upitu! Kvaliteta proizvoda proizvedenih u našoj tvornici sigurno će vas zadovoljiti!

Please contact us if you need: zhang@sz-manners.com