Titanyum Alaşım Kaliteleri: Dört Ana Tipe Genel Bakış

Literatüre göre 100'den fazla titanyum alaşımı kalitesi vardır, ancak gerçekte yalnızca bir düzine kadarı endüstriyel olarak kullanılmaktadır. Ancak bu kalitelerin açıkça hatırlanması zordur, bu nedenle metalurjistler bunları mikro yapılarına göre sınıflandırırlar.

Titanyum Alaşım Sınıflandırması
Mikro yapıdaki değişikliklere bağlı olarak titanyum alaşımları dört türe ayrılır: -tip, yakın- -tip, + -tip ve -tip titanyum alaşımları.

Saf titanyum yaklaşık 882 derecede kristal yapı değişikliğine uğrar. Bu sıcaklığın altında titanyum, faz olarak bilinen altıgen sıkı-paketlenmiş (HCP) bir yapıya sahiptir. Daha yüksek sıcaklıklarda faz olarak bilinen cisim-merkezli kübik (BCC) yapıya dönüşür. Alaşım elementleri oda sıcaklığında veya fazın içeriğini etkiler. Alüminyum, oksijen ve nitrojen tipik olarak fazı stabilize ederken vanadyum, molibden, krom ve niyobyum gibi elementler fazı stabilize etme eğilimindedir ve bu da ana titanyum alaşımı serisini oluşturur. Genel yapısal değişiklikleri şu şekilde de anlayabiliriz: → near- → + → . Bu yapısal değişikliklerle birlikte mukavemet, süneklik, ısıl direnç, şekillendirilebilirlik ve ısıl işlem tepkisi gibi özellikler de değişmektedir.

Titanyum Alaşımları

Yaygın olarak görülen TA0, TA1, TA2, TA3, TA7, TA9 ve TA10 alaşımları nispeten yaygın endüstriyel saf titanyum alaşımlarıdır ve ayrıca özellikle yüksek korozyon direnci gerektiren uygulamalarda da kullanılır. Bu alaşımlar son derece yüksek mukavemetleri nedeniyle seçilmemiştir; mükemmel korozyon direnci, iyi kaynaklanabilirlik ve nispeten iyi işlenebilirlik avantajlarıdır. Bu nedenle kimyasal ekipmanlarda, ısı eşanjörlerinde, boru sistemlerinde, petrokimya ekipmanlarında, klor-alkali ekipmanlarında ve su arıtma sistemlerinde yaygın olarak kullanılırlar. Aşındırıcı ortama maruz kalan ekipmanlar için yüksek çekme mukavemeti, titanyumun korozyon direncine göre daha az avantajlıdır.

-'a Yakın Titanyum Alaşımları

-'a yakın alaşımlar esas olarak fazdan oluşur ve az miktarda faz içerir. Sınıflar TA11, TA15, TA13 ve TA19'u içerir. Sıradan alaşımlarla karşılaştırıldığında bu malzemeler üstün yüksek-sıcaklık dayanımı ve sürünme direnci sergiler. Bunlar genellikle havacılık yapılarında ve motorla-ilişkili bileşenlerde kullanılır. Örneğin, BT20 olarak da bilinen TA15 ve Ti-6242S'ye karşılık gelen TA19, gelişmiş performans sunar. Özellikleri, yüksek sıcaklıklarda uzun süre boyunca performansını korurken, oda sıcaklığında titanyumun gücünü arttırır.

+ Titanyum Alaşımları

En yaygın alaşım türleri arasında TC1, TC4, TC6, TC10 ve TC11 bulunur. En kapsamlı şekilde çalışılan, en uzun-kullanılan, en iyi-performansa sahip ve en yaygın şekilde uygulanan alaşım olduğu için TC4'e odaklanacağız. TC4'ün kimyasal formülü Ti-6Al-4V'dir ve uluslararası alanda Grade 5 titanyum olarak bilinir. Bileşiminde yaklaşık %6 alüminyum ve %4 vanadyum bulunur.

+ titanyum alaşımlarının kaynaklanması ve işlenmesi daha zor olabilir. Nihai performans büyük ölçüde işleme süreci, ısıl işlem ve malzeme durumuna göre belirlenir. + titanyum alaşımlarının kaynaklanması ve işlenmesi daha zor olabilir.

Titanyum Alaşımları

titanyum alaşımları daha yüksek oranda -stabilize edici elementler içerir. Örneğin TB2, Beta C ve diğer yarı kararlı alaşımlar. Bu malzemelerin önemli bir özelliği şekillendirilebilirlikleridir. Çözeltide-işlenmiş durumda, bazı alaşımların soğuk-biçimlendirilmesi nispeten kolaydır. Yaşlanmadan sonra güçleri önemli ölçüde geliştirilebilir. Bazı kaliteler için çekme mukavemeti bileşime, işleme teknolojisine ve ısıl işleme bağlı olarak 1300-1400 MPa civarına ulaşabilir. Bu, titanyum alaşımlarını yaylar, bağlantı elemanları, havacılık bileşenleri ve petrol ve gaz ekipmanları gibi alanlarda çekici kılmaktadır. alaşımlar genellikle daha pahalıdır ve özellikleri işleme teknolojisine ve ısıl işleme karşı çok hassastır. Bunlar yalnızca TC4'ün "güçlendirilmiş" versiyonları değildir.

Sektörünüz için Doğru Titanyum Alaşımını Seçmek
Uygun bir titanyum alaşımı seçerken korozyon direncinin iyi olması gibi faktörler alaşımları daha uygun hale getirebilir. Yüksek-sıcaklık uygulamaları için, + alaşımları (TC4 gibi) iyi bir birleşik güç ve tokluk sunar, bu da onları en yaygın kullanılan titanyum alaşımları yapar. alaşımlar yüksek mukavemet, soğuk şekillendirilebilirlik veya spesifik ısıl işlem özellikleri açısından özellikle önemlidir.

Xuze titanyum alaşımlarının kullanımına ilişkin önlemler:

Kullanım ortamı

Gerekli güç

İşleme ve şekillendirme yöntemleri

Kaynak ve ısıl işlem

Maliyet bütçesi

Çözüm

Daha sonra titanyum alaşımı seçiminin "ilk prensipleri" konusunda uzmanlaşacaksınız: Korozyona dayanıklılık ve iyi kaynaklanabilirlik için; yüksek sıcaklık dayanımı için yakın- öğesini seçin; kapsamlı performans için + (yedek olarak TC4) öğesini seçin; soğuk şekillendirme ve ultra-yüksek mukavemet için