Titaaniseosten kehityksen edistyminen

Titaanin, titaaniseosten ja titaaniyhdisteiden erinomaiset ominaisuudet ovat johtaneet niiden kiireelliseen tarpeeseen. Korkeat tuotantokustannukset ovat kuitenkin rajoittaneet niiden käyttöä.

Huolimatta ylivoimaisista ominaisuuksistaan ​​titaaniseososat ovat vielä kaukana titaanin ja sen seosten yleisestä sovelluksesta johtuen ongelmista, kuten korkeat hinnat, huono muovattavuus ja huono hitsattavuus. Olipa kyseessä metallin ensimmäinen sulatus tai myöhempi käsittely, titaaniseoksen hinta on paljon korkeampi kuin muiden metallien.

Titaaniseoksen lähes verkkomuovaustekniikan ja elektronisuihkuhitsauksen, plasmakaarihitsauksen, laserhitsauksen ja muun nykyaikaisen hitsaustekniikan kehittyessä viime vuosina titaaniseoksen muodostus- ja hitsausongelmat eivät ole enää avaintekijä, joka rajoittaa titaaniseosten käyttöä, Viime vuosina maat ovat kehittäneet edullisia ja tehokkaita uudentyyppisiä titaaniseoksia ja pyrkivät tekemään titaaniseoksia siviiliteollisuuden alaksi, jolla on valtava markkinapotentiaali. Titaaniseosmateriaalien tutkimuksen uusi edistyminen kotimaassa ja ulkomailla näkyy pääasiassa seuraavissa näkökohdissa.

Korkean lämpötilan titaaniseos

Viime vuosina ulkomaat ovat käyttäneet nopeaa jähmettymis- / jauhemetallurgiatekniikkaa, kuitu- tai hiukkasvahvisteisia komposiittimateriaaleja titaaniseosten kehittämiseen korkean lämpötilan titaaniseosten kehityssuuntana, jotta titaaniseosten käyttöä voidaan lisätä yli 650 asteeseen lämpötila. Yhdysvaltalainen McDonnell Douglas Company on onnistuneesti kehittänyt erittäin puhdasta, tiheää titaaniseosta käyttämällä nopeaa jähmettymis-/jauhemetallurgiateknologiaa, ja sen lujuus 760 asteessa vastaa nykyisen huoneenlämpötilassa käytettävän titaaniseoksen lujuutta.

Titaani-alumiiniyhdistepohjainen titaaniseos

Verrattuna yleisiin titaaniseoksiin, titaani- ja alumiiniyhdisteisiin, jotka perustuvat natrium-Ti3Al (2) ja TiAl ( ) intermetalliyhdisteisiin, korkean lämpötilan suorituskyvyn suuri etu on hyvä (korkea lämpötila 816 ja 982 astetta), hapettumisenkestävyys, virumiskestävyys. ja kevyt (nikkelipohjaisten korkean lämpötilan metalliseosten tiheys vain 1/2), nämä edut tekevät siitä tulevaisuuden lentokoneen moottoreiden ja lentokoneiden rakenneosien kilpailukykyisellä materiaalilla. Materiaali.

Erittäin luja ja sitkeä -tyyppinen titaaniseos

-tyyppinen titaaniseos varhainen on yhdysvaltalaisen Crucible-yhtiön kehittämä B120VCA-seos (Ti-13v-11Cr-3Al). -tyyppisillä titaaniseoksilla on hyvät kuuma- ja kylmätyöstöominaisuudet, helppo takoa, voidaan valssata, hitsata, ne voivat olla kiinteää liuosta - ikääntymiskäsittely korkean mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi, hyvä ympäristönkestävyys ja lujuus sekä murtolujuus hyvässä ottelussa. Uudet lujat ja sitkeät titaaniseokset Edustaa seuraavia tyyppejä:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), metalliseos ja lentokoneen rakenneosat, joita yleisesti käytetään 30CrMnSiA:n korkealujuusrakenneteräksissä, suorituskyky on verrattavissa erinomaiseen taontakykyyn;

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), lejeeringin kylmätyöstökyky on parempi kuin teollisen puhtaan titaanin, ja huoneenlämmössä oleva vetolujuus vanhenemisen jälkeen voi saavuttaa yli 1000 MPa;

21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), seos on uudentyyppinen hapettumista kestävä, vahva titaaniseos, jonka Timet Division on kehittänyt. US Titanium Metals Companyn, jolla on hyvä hapettumisenkestävyys, erinomaiset kuuma- ja kylmätyöstöominaisuudet, voidaan valmistaa kalvoiksi, joiden paksuus on 0,064 mm;

Paloa hidastava titaaniseos

Perinteisillä titaaniseoksilla on taipumus palaa tietyissä olosuhteissa, mikä rajoittaa suuresti niiden käyttöä. Tämän tilanteen vuoksi kaikki maat ovat käynnistäneet paloa hidastavien titaaniseosten tutkimuksen ja tehneet läpimurtoja. Yhdysvalloissa kehitetty Alloy c on jatkuvan palamisen herkkä palamista hidastava titaaniseos, jota on käytetty F119-moottorissa. BTT-1 ja BTT-3, jotka on tarkoitettu venäläisten paloa hidastavien titaaniseosten kehittämiseen, ovat Ti-Cu-Al-seoksia, niillä on melko hyvä lämpömuodonmuutosprosessi, ja niitä voidaan käyttää monimutkaisten osien valmistamiseen.

Lääketieteellinen titaaniseos

Titaani on myrkytön, kevyt, korkea lujuus ja sillä on erinomainen biologinen yhteensopivuus, se on erittäin ihanteellinen lääketieteellinen metallimateriaali, jota voidaan käyttää ihmiskehoon istutettuina implantteina. Tällä hetkellä lääketieteen alalla laajalti käytetty Ti-6Al-4v ELI-seos. Kuitenkin jälkimmäinen saostaa hyvin pienen määrän vanadiini- ja alumiini-ioneja, mikä vähentää sen solujen sopeutumiskykyä ja voi aiheuttaa vahinkoa ihmiskeholle, tämä ongelma on pitkään aiheuttanut laajaa huolta lääketieteellisessä yhteisössä. Yhdysvallat alkoi jo -1980-luvun puolivälissä kehittää alumiinittomia, vanadiinittomia, biologisesti yhteensopivia titaaniseoksia ortopediseen kirurgiaan. Myös Japani, Iso-Britannia ja muut maat ovat tehneet tällä alalla paljon tutkimustyötä ja edistyneet jonkin verran. On arvioitu, että lähitulevaisuudessa LU-titaaniseoksen korkea lujuus, alhainen kimmokerroin sekä erinomaiset muovaus- ja korroosionkestävyysominaisuudet todennäköisesti korvaavat Ti-6Al-4V:n ELI-seos, jota käytetään laajasti lääketieteen alalla.