Napredak u razvoju legura titana

Izvrsna svojstva titana, titanovih legura i titanovih spojeva dovela su do hitne potrebe za njima. Međutim, visoka cijena proizvodnje ograničila je njihovu primjenu.

Unatoč svojim vrhunskim svojstvima, dijelovi od titanovih legura još su daleko od univerzalne primjene titana i njegovih legura, zbog problema kao što su visoke cijene, slaba sposobnost oblikovanja i slaba zavarljivost. Bilo da se radi o početnom taljenju metala ili naknadnoj obradi, cijena legure titana znatno je viša od ostalih metala.

S razvojem tehnologije skoro neto oblikovanja legura titana i zavarivanja elektronskim snopom, zavarivanja plazma lukom, laserskog zavarivanja i druge moderne tehnologije zavarivanja posljednjih godina, problemi oblikovanja i zavarivanja legura titana više nisu ključni čimbenik koji ograničava primjenu legura titana, u posljednjih nekoliko godina, zemlje razvijaju niske cijene i visoke performanse nove vrste titanovih legura, i nastoje učiniti titanove legure u području civilne industrije s ogromnim tržišnim potencijalom. Novi napredak u istraživanju materijala od legura titana u zemlji i inozemstvu uglavnom se odražava u sljedećim aspektima.

Visokotemperaturna legura titana

Posljednjih godina strane su zemlje koristile tehnologiju brzog skrućivanja / metalurgije praha, kompozitne materijale ojačane vlaknima ili česticama za razvoj legura titana kao smjer razvoja visokotemperaturnih legura titana, tako da se upotreba legura titana može povećati na više od 650 stupnjeva temperatura. Američka tvrtka McDonnell Douglas uspješno je razvila leguru titana visoke čistoće i gustoće korištenjem tehnologije brzog skrućivanja/metalurgije praha, a njena čvrstoća na 760 stupnjeva ekvivalentna je čvrstoći trenutne legure titana koja se koristi na sobnoj temperaturi.

Legura titana na bazi spoja titan-aluminij

U usporedbi s općim legurama titana, spojevima titana i aluminija koji se temelje na intermetalnim spojevima natrija Ti3Al (2) i TiAl (), velika prednost performansi na visokim temperaturama je dobra (visoka temperatura od 816 odnosno 982 stupnja), otpornost na oksidaciju, otpornost na puzanje i mala težina (gustoća visokotemperaturnih legura na bazi nikla samo 1/2), te prednosti čine da postane budućnost konstrukcijskih komponenti zrakoplovnih motora i zrakoplova s ​​konkurentnim materijalom. Materijal.

Titanska legura visoke čvrstoće i žilavosti

Titanska legura tipa Rano je sredinom-1950-a tvrtka United States Crucible razvila leguru B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). Titanske legure tipa imaju dobra svojstva vruće i hladne strojne obrade, lako se kovaju, mogu se valjati, zavarivati, mogu biti čvrsta otopina - tretman starenja za postizanje visokih mehaničkih svojstava, dobra otpornost na okoliš i čvrstoća i otpornost na lom dobro odgovaraju. Nove legure titana visoke čvrstoće i visoke žilavosti Predstavnici sljedećih vrsta:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), legura i strukturne komponente zrakoplova koje se obično koriste u strukturnom čeliku visoke čvrstoće 30CrMnSiA, performanse su usporedive s izvrsnim performansama kovanja;

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

21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), legura je nova vrsta jake legure titana otporne na oksidaciju koju je razvio Timet Division US Titanium Metals Company, s dobrom otpornošću na oksidaciju, izvrsnim svojstvima za rad na vrućem i hladnom, može se izraditi u folije debljine 0.064 mm;

Zapaljiva legura titana

Konvencionalne legure titana imaju tendenciju gorenja pod određenim uvjetima, što uvelike ograničava njihovu primjenu. S obzirom na ovu situaciju, sve su zemlje pokrenule istraživanje legura titana otpornih na plamen i napravile neke pomake. Sjedinjene Države razvile su Alloy c, legura titana koja je neosjetljiva na kontinuirano izgaranje i koja je korištena u motoru F119. BTT-1 i BTT-3 za ruski razvoj legura titana otpornih na plamen, su legure Ti-Cu-Al, imaju prilično dobre performanse procesa toplinske deformacije, mogu se koristiti za izradu složenih dijelova.

Medicinska legura titana

Titan je netoksičan, lagan, visoke čvrstoće i ima odličnu biokompatibilnost, vrlo je idealan medicinski metalni materijal, može se koristiti kao implantati ugrađeni u ljudsko tijelo. Trenutačno se u medicini još uvijek široko koristi legura Ti-6Al-4v ELI. Međutim, potonji će precipitirati vrlo malu količinu vanadijevih i aluminijevih iona, smanjujući njegovu staničnu prilagodljivost i može uzrokovati štetu ljudskom tijelu, ovaj problem već dugo izaziva široku zabrinutost u medicinskoj zajednici. Sjedinjene Države su već sredinom-1980 počele razvijati biokompatibilne legure titana za ortopedsku kirurgiju bez aluminija i vanadija. Japan, Ujedinjeno Kraljevstvo i druge zemlje također su obavile dosta istraživanja u ovom području i postigle novi napredak. Procjenjuje se da će u bliskoj budućnosti, s visokom čvrstoćom, niskim modulom elastičnosti, kao i izvrsnim svojstvima oblikovanja i otpornosti na koroziju, LU legura titana vjerojatno zamijeniti Ti-6Al-4V ELI legura, koja se široko koristi u medicini.