Utvecklingshistorik och applikationsstatus för titanlegeringar
Titanlegering, som en viktig strukturell metall som dök upp på 1950-talet, blev snabbt branschens nya favorit med sin höga hållfasthet, utmärkta korrosionsbeständighet och värmebeständighet. Titanlegering har nu blivit ett oumbärligt material inom många områden som flyg, rymd, bil, kemisk industri och medicinsk behandling. Från den initiala högtemperatur titanlegeringen till dagens medicinska titanlegering, forskning och tillämpning av titanlegeringar har kontinuerligt gjort nya genombrott.
1. Genombrott av högtemperatur titanlegering
Världens första framgångsrikt utvecklade högtemperatur titanlegering är Ti-6Al-4V, som kan användas vid en temperatur på 300-350 grader. Därefter, med teknikens framsteg, har titanlegeringar med högre temperatur introducerats efter varandra, såsom IMI550, BT3-1 och andra legeringar med en driftstemperatur på 400 grader, medan IMI679, IMI685, Ti{{10 }}, Ti-6242 och andra legeringar kan fungera stabilt vid höga temperaturer på 450~500 grader. För närvarande är nya högtemperatur titanlegeringar som har använts i flygplansmotorer IMI829 och IMI834 legeringar från Storbritannien, Ti-1100 legeringar från USA och BT18Y och BT36 legeringar från Ryssland.
För att ytterligare öka användningstemperaturen för titanlegeringar antar främmande länder aktivt ny teknik som snabb stelning/pulvermetallurgiteknik och fiber- eller partikelförstärkta kompositmaterial för att utveckla titanlegeringar som kan arbeta vid höga temperaturer över 650 grader. Till exempel har McDonnell Douglas från USA framgångsrikt utvecklat en titanlegering med hög renhet och hög densitet med hjälp av teknologi för snabb stelning/pulvermetallurgi, som fortfarande kan bibehålla utmärkt hållfasthet vid 760 grader.
2. Framväxten av titan-aluminiumföreningar-baserade titanlegeringar
Titan-aluminiumföreningar-baserade titanlegeringar, såsom Ti3Al ( 2) och TiAl ( ) intermetalliska föreningar, har blivit konkurrenskraftiga material för framtida flygmotorer och flygplanskonstruktionsdelar på grund av deras goda prestanda vid hög temperatur, starka oxidationsbeständighet, goda krypmotstånd och lätt vikt. För närvarande har Ti3Al-baserade titanlegeringar som Ti-21Nb-14Al och Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo börjat massa produktion i USA. TiAl ( )-baserade titanlegeringar, såsom TAL-(1-10)M (at.%), har också rönt stor uppmärksamhet på grund av sina unika egenskaper.
3. Utveckling av titanlegeringar av typ
-typ titanlegeringar har goda kall och varm bearbetningsegenskaper, lätt smide, valsning, svetsning, etc., och är viktiga material inom flyg-, bil- och andra områden. Representativa titanlegeringar inkluderar Ti1023, Ti153, 21S, etc., som inte bara har utmärkta mekaniska egenskaper och miljöbeständighet, utan också har hög hållfasthet och hög seghet.
4. Medicinska titanlegeringar
Titan är giftfritt, lätt, höghållfast och har utmärkt biokompatibilitet. Det är ett idealiskt medicinskt metallmaterial. För närvarande används Ti-6Al-4v ELI-legering flitigt inom det medicinska området, men den möjliga skadan av vanadin- och aluminiumjoner som kan fällas ut från den till människokroppen har uppmärksammats av det medicinska samfundet. För detta ändamål utvecklas aktivt aluminiumfria, vanadinfria, biokompatibla titanlegeringar. Japan har till exempel utvecklat en serie + titanlegeringar och titanlegeringar med utmärkt biokompatibilitet, som förväntas ersätta Ti-6Al-4V ELI-legeringar i framtiden och bli vanliga material för medicinska implantat .
Inför 2000-talet har användningsområdena för titanlegeringar breddats ytterligare. Inom flyg- och rymdområdet har titanlegeringar blivit ett oumbärligt material för tillverkning av flygplan, raketer och andra flygplan på grund av sin låga vikt och höga hållfasthet. På det civila området har titanlegeringar också börjat växa fram. Från avancerade cyklar och klockor till medicinsk utrustning och biltillverkning, titanlegeringar finns överallt. Med den kontinuerliga utvecklingen av vetenskap och teknik och den växande efterfrågan på högpresterande material kommer framtidsutsikterna för utveckling av titanlegeringar att bli ännu bredare.
