Πρόοδος στην ανάπτυξη κραμάτων τιτανίου

Οι εξαιρετικές ιδιότητες του τιτανίου, των κραμάτων τιτανίου και των ενώσεων τιτανίου έχουν οδηγήσει σε επείγουσα ανάγκη για αυτά. Ωστόσο, το υψηλό κόστος παραγωγής έχει περιορίσει την εφαρμογή τους.

Παρά τις ανώτερες ιδιότητές τους, τα μέρη από κράμα τιτανίου απέχουν ακόμη πολύ από την καθολική εφαρμογή του τιτανίου και των κραμάτων του, λόγω προβλημάτων όπως οι υψηλές τιμές, η κακή μορφοποίηση και η κακή συγκολλησιμότητα. Είτε πρόκειται για την αρχική τήξη του μετάλλου είτε για επακόλουθη επεξεργασία, η τιμή του κράματος τιτανίου είναι πολύ υψηλότερη από άλλα μέταλλα.

Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας σχηματισμού σχεδόν διχτυού κράματος τιτανίου και της συγκόλλησης με δέσμη ηλεκτρονίων, της συγκόλλησης με τόξο πλάσματος, της συγκόλλησης με λέιζερ και άλλης σύγχρονης τεχνολογίας συγκόλλησης τα τελευταία χρόνια, τα προβλήματα σχηματισμού και συγκόλλησης κράματος τιτανίου δεν αποτελούν πλέον βασικό παράγοντα που περιορίζει την εφαρμογή κραμάτων τιτανίου. Τα τελευταία χρόνια, οι χώρες αναπτύσσουν νέους τύπους κραμάτων τιτανίου χαμηλού κόστους και υψηλής απόδοσης και προσπαθούν να κάνουν κράματα τιτανίου στον τομέα της πολιτικής βιομηχανίας με τεράστιες δυνατότητες αγοράς. Η νέα πρόοδος της έρευνας για τα υλικά από κράμα τιτανίου στο εσωτερικό και στο εξωτερικό αντικατοπτρίζεται κυρίως στις ακόλουθες πτυχές.

Κράμα τιτανίου υψηλής θερμοκρασίας

Τα τελευταία χρόνια, οι ξένες χώρες χρησιμοποιούν τεχνολογία γρήγορης στερεοποίησης / μεταλλουργίας σκόνης, σύνθετα υλικά ενισχυμένα με ίνες ή σωματίδια για την ανάπτυξη κραμάτων τιτανίου ως κατεύθυνση ανάπτυξης κράματος τιτανίου υψηλής θερμοκρασίας, έτσι ώστε η χρήση κραμάτων τιτανίου να μπορεί να αυξηθεί σε περισσότερους από 650 βαθμούς θερμοκρασία. Η αμερικανική McDonnell Douglas Company έχει αναπτύξει με επιτυχία ένα υψηλής καθαρότητας, υψηλής πυκνότητας κράμα τιτανίου χρησιμοποιώντας τεχνολογία γρήγορης στερεοποίησης/μεταλλουργίας σκόνης και η αντοχή του στους 760 βαθμούς είναι ισοδύναμη με την αντοχή του τρέχοντος κράματος τιτανίου που χρησιμοποιείται σε θερμοκρασία δωματίου.

Κράμα τιτανίου με βάση ένωση τιτανίου-αλουμινίου

Σε σύγκριση με γενικά κράματα τιτανίου, ενώσεις τιτανίου και αλουμινίου που βασίζονται σε διαμεταλλικές ενώσεις Ti3Al (2) και TiAl ( ), το μεγάλο πλεονέκτημα της απόδοσης σε υψηλή θερμοκρασία είναι η καλή (υψηλή θερμοκρασία 816 και 982 μοίρες, αντίστοιχα), η αντοχή στην οξείδωση, η αντοχή σε ερπυσμό και το μικρό βάρος (πυκνότητα κραμάτων υψηλής θερμοκρασίας με βάση το νικέλιο μόνο 1/2), αυτά τα πλεονεκτήματα το καθιστούν το μέλλον των δομικών στοιχείων αεροκινητήρων και αεροσκαφών με ανταγωνιστικό υλικό. Υλικό.

Κράμα τιτανίου υψηλής αντοχής και υψηλής ανθεκτικότητας

-το κράμα τιτανίου τύπου νωρίς είναι στα μέσα-1950 από την εταιρεία Ηνωμένων Πολιτειών Crucible που ανέπτυξε το κράμα B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). -Τύπου κράματα τιτανίου έχουν καλές ιδιότητες θερμής και κρύας μηχανικής κατεργασίας, σφυρηλατούνται εύκολα, μπορούν να τυλιχτούν, να συγκολληθούν, να είναι στερεά λύση - επεξεργασία γήρανσης για την απόκτηση υψηλών μηχανικών ιδιοτήτων, καλή περιβαλλοντική αντίσταση και αντοχή και αντοχή στη θραύση ενός καλού αγώνα. Νέα υψηλής αντοχής και υψηλής σκληρότητας τύπου κράματα τιτανίου Αντιπροσωπευτικά των παρακάτω τύπων:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), το κράμα και τα δομικά στοιχεία αεροσκάφους που χρησιμοποιούνται συνήθως στον δομικό χάλυβα υψηλής αντοχής 30CrMnSiA είναι συγκρίσιμη με την εξαιρετική απόδοση σφυρηλάτησης.

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), η ψυχρή απόδοση του κράματος είναι καλύτερη από το βιομηχανικό καθαρό τιτάνιο και η αντοχή σε εφελκυσμό σε θερμοκρασία δωματίου μετά τη γήρανση μπορεί να φτάνουν πάνω από 1000 MPa.

21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), το κράμα είναι ένας νέος τύπος ανθεκτικού στην οξείδωση, ισχυρού κράματος τιτανίου που αναπτύχθηκε από το τμήμα Timet της US Titanium Metals Company, με καλή αντοχή στην οξείδωση, εξαιρετικές ιδιότητες θερμότητας και κρύου εργασίας, μπορούν να κατασκευαστούν σε φύλλα με πάχος 0.064mm.

Επιβραδυντικό φλόγας κράμα τιτανίου

Τα συμβατικά κράματα τιτανίου έχουν την τάση να καίγονται υπό ορισμένες συνθήκες, γεγονός που περιορίζει σε μεγάλο βαθμό την εφαρμογή τους. Εν όψει αυτής της κατάστασης, όλες οι χώρες έχουν ξεκινήσει την έρευνα για κράματα τιτανίου με επιβραδυντικά φλόγας και έχουν κάνει ορισμένες ανακαλύψεις. Οι Ηνωμένες Πολιτείες ανέπτυξαν το κράμα c, είναι ένα κράμα τιτανίου που δεν είναι ευαίσθητο στη συνεχή καύση επιβραδυντικό φλόγας, έχει χρησιμοποιηθεί στον κινητήρα F119. Τα BTT-1 και BTT-3 για τη ρωσική ανάπτυξη επιβραδυντικών κραμάτων τιτανίου, είναι κράματα Ti-Cu-Al, έχουν αρκετά καλή απόδοση διαδικασίας θερμικής παραμόρφωσης, μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή πολύπλοκων εξαρτημάτων.

Ιατρικό κράμα τιτανίου

Το τιτάνιο είναι μη τοξικό, ελαφρύ, υψηλής αντοχής και έχει εξαιρετική βιοσυμβατότητα, είναι ένα πολύ ιδανικό ιατρικό μεταλλικό υλικό, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως εμφυτεύματα εμφυτευμένα στο ανθρώπινο σώμα. Επί του παρόντος, ευρέως χρησιμοποιούμενο στον ιατρικό τομέα εξακολουθεί να είναι το κράμα Ti-6Al-4v ELI. Ωστόσο, το τελευταίο θα κατακρημνίσει πολύ μικρή ποσότητα ιόντων βαναδίου και αλουμινίου, μειώνοντας την κυτταρική του προσαρμοστικότητα και μπορεί να προκαλέσει βλάβη στο ανθρώπινο σώμα, αυτό το πρόβλημα έχει προκαλέσει από καιρό ευρεία ανησυχία στην ιατρική κοινότητα. Οι Ηνωμένες Πολιτείες από τα μέσα-1980άρχισαν να αναπτύσσουν βιοσυμβατά κράματα τιτανίου χωρίς αλουμίνιο, χωρίς βανάδιο, για ορθοπεδικές χειρουργικές επεμβάσεις. Η Ιαπωνία, το Ηνωμένο Βασίλειο και άλλες χώρες έχουν επίσης κάνει πολλή ερευνητική εργασία σε αυτόν τον τομέα και έχουν σημειώσει κάποια νέα πρόοδο. Εκτιμάται ότι στο εγγύς μέλλον, με υψηλή αντοχή, χαμηλό συντελεστή ελαστικότητας, καθώς και εξαιρετικές ιδιότητες μορφοποίησης και αντοχής στη διάβρωση του κράματος τιτανίου LU είναι πιθανό να αντικαταστήσει το Ti-6Al-4V Κράμα ELI, το οποίο χρησιμοποιείται ευρέως στον ιατρικό τομέα.