Titanlegeringskvaliteter: En översikt över fyra huvudtyper

Det finns över 100 titanlegeringskvaliteter enligt litteraturen, men bara ett dussintal används faktiskt industriellt. Men dessa kvaliteter är svåra att komma ihåg tydligt, så metallurger klassificerar dem efter deras mikrostruktur.

Titanlegering Klassificering
Baserat på förändringar i mikrostrukturen klassificeras titanlegeringar i fyra typer: -typ, nära- -typ, + -typ och -typ titanlegeringar.

Rent titan genomgår en förändring av kristallstrukturen vid cirka 882 grader. Under denna temperatur har titan en hexagonal tät-packad (HCP) struktur, känd som fasen. Vid högre temperaturer omvandlas den till en-kroppscentrerad kubisk (BCC) struktur, känd som fasen. Legeringselement påverkar innehållet av fasen eller vid rumstemperatur. Aluminium, syre och kväve stabiliserar vanligtvis fasen, medan element som vanadin, molybden, krom och niob tenderar att stabilisera fasen, vilket resulterar i den huvudsakliga titanlegeringsserien. Vi kan också förstå de allmänna strukturella förändringarna enligt följande: → nära- → + → . Med dessa strukturella förändringar förändras också egenskaper som styrka, duktilitet, värmebeständighet, formbarhet och värmebehandlingsrespons.

Titanlegeringar

Vanligt förekommande legeringar TA0, TA1, TA2, TA3, TA7, TA9 och TA10 är relativt vanliga industriella rena titanlegeringar, som också används i applikationer som kräver särskilt hög korrosionsbeständighet. Dessa legeringar är inte valda för sin extremt höga hållfasthet; deras utmärkta korrosionsbeständighet, goda svetsbarhet och relativt goda bearbetbarhet är deras fördelar. Därför används de ofta i kemisk utrustning, värmeväxlare, rörsystem, petrokemisk utrustning, klor-alkaliutrustning och vattenbehandlingssystem. För utrustning som utsätts för korrosiva media är hög draghållfasthet mindre fördelaktigt än titans korrosionsbeständighet.

Nära- titanlegeringar

Nära- legeringar består huvudsakligen av fasen, som innehåller en liten mängd av fasen. Betygen inkluderar TA11, TA15, TA13 och TA19. Jämfört med vanliga legeringar uppvisar dessa material överlägsen hög-temperaturstyrka och krypmotstånd. Dessa används ofta i rymdstrukturer och motorrelaterade-komponenter. Till exempel erbjuder TA15, även känd som BT20, och TA19, motsvarande Ti-6242S, förbättrad prestanda. Deras egenskaper förbättrar styrkan hos titan vid rumstemperatur samtidigt som dess prestanda bibehålls under långa perioder vid höga temperaturer.

+ Titanlegeringar

De vanligaste legeringstyperna inkluderar TC1, TC4, TC6, TC10 och TC11. Vi kommer att fokusera på TC4, eftersom det är den mest omfattande studerade, längst-använda, bäst-presterande och mest använda legeringen. TC4:s kemiska formel är Ti-6Al-4V, och den är internationellt känd som Grade 5 titanium. Dess sammansättning innehåller cirka 6% aluminium och 4% vanadin.

+ titanlegeringar kan vara mer utmanande att svetsa och bearbeta. Den slutliga prestandan bestäms till stor del av bearbetningsprocessen, värmebehandlingen och materialtillståndet. + titanlegeringar kan vara mer utmanande att svetsa och bearbeta.

Titanlegeringar

titanlegeringar innehåller en högre andel -stabiliserande element. Till exempel TB2, Beta C och andra metastabila legeringar. En anmärkningsvärd egenskap hos dessa material är deras formbarhet. I det lösningsbehandlade-tillståndet är vissa legeringar relativt lätta att kyla-. Deras styrka kan förbättras avsevärt efter åldrande. För vissa kvaliteter kan draghållfastheten uppgå till cirka 1300–1400 MPa, beroende på sammansättning, bearbetningsteknik och värmebehandling. Detta gör titanlegeringar attraktiva inom områden som fjädrar, fästelement, flygkomponenter och olje- och gasutrustning. legeringar är i allmänhet dyrare och deras egenskaper är mycket känsliga för processteknik och värmebehandling. De är inte bara "förstärkta" versioner av TC4.

Att välja rätt titanlegering för din bransch
När man väljer en lämplig titanlegering kan faktorer som god korrosionsbeständighet göra legeringar mer lämpliga. För applikationer med hög-temperatur ger + legeringar (som TC4) god kombinerad styrka och seghet, vilket gör dem till de mest använda titanlegeringarna. legeringar är särskilt viktiga för hög hållfasthet, kallformbarhet eller specifika värmebehandlingsegenskaper.

Försiktighetsåtgärder för användning av Xuze titanlegeringar:

Miljö för användning

Krävd styrka

Bearbetning och formningsmetoder

Svetsning och värmebehandling

Kostnadsbudget

Slutsats

Du kommer då att bemästra de "första principerna" för val av titanlegering: För korrosionsbeständighet och god svetsbarhet, välj ; för hög temperaturbeständighet, välj nära- ; för omfattande prestanda, välj + (TC4 som backup); för kallformning och ultra-hög styrka, välj