Різні типи титанових сплавів

Титанові сплави є конструкційними матеріалами, які відомі своєю високою міцністю, малою вагою та хорошою стійкістю до корозії.

Завдяки сплаву титану з різними елементами ці сплави можна розробити відповідно до конкретних вимог до продуктивності різних галузей промисловості.

У цій статті надано-поглиблений огляд класифікацій титанових сплавів, їхніх механічних, фізичних і термічних властивостей, галузей промисловості, де вони зустрічаються, а також аспектів механічної та термічної обробки.

Альфа-сплави – це однофазні -матеріали з кристалічною структурою HCP, стабілізованою такими хімічними елементами, як алюміній, кисень, азот і вуглець. Ці сплави забезпечують помірну міцність, високу -стійкість до корозії та добре працюють при високих температурах.

Їх не можна термічно-обробити через їх однофазну-структуру, що обмежує дисперсійне твердіння.

Натомість альфа-стабілізуючі хімічні елементи сприяють високій міцності через зміцнення твердого розчину, але надмірне легування (наприклад, еквівалентність алюмінію понад 9%) може спричинити крихкі інтерметаліди. Сплави забезпечують міцність на руйнування і опір повзучості в агресивних середовищах.

Подайте заявку на безкоштовний зразок

Майже{0}}альфа-титанові сплави складаються переважно з альфа-фази з 1–2% бета-стабілізуючих хімічних елементів, таких як молібден або кремній, що вводить невелику кількість пластичної бета-фази сплаву.

Ці сплави зберігають корозійну стійкість і в'язкість до руйнування альфа-сплавів, одночасно покращуючи оброблюваність у гарячому стані та обмежену термічну обробку.

Їх мікроструктура, в основному альфа з незначними бета-частинками вздовж меж зерен, виявляє опір повзучості при підвищених температурах, що робить їх корисними для деяких застосувань.

Альфа-бета-сплави мають дві фази в мікроструктурі та складаються із сумішей альфа- та бета-фаз завдяки додаванню альфа-стабілізуючих хімічних елементів, таких як алюміній, і бета-стабілізуючих хімічних елементів, таких як ванадій і молібден.

Ці сплави піддаються термічній обробці та можуть значно підвищити високу міцність шляхом загартування та старіння. Порівняно з альфа- та майже альфа-сплавами, бета-фаза забезпечує хорошу пластичність, опір втомі та менший опір повзучості.

Альфа-бета-сплав Ti-6Al-4V має збалансовані механічні властивості та містить близько 50% титанового сплаву.

Бета-титанові сплави мають структуру BCC, стабілізовану високою концентрацією бета{0}}стабілізуючих елементів, таких як молібден, ванадій або залізо. Ці сплави піддаються термічній обробці та можуть досягати дуже високої міцності завдяки випаданню дрібних альфа-частинок під час старіння.

Бета-сплави мають хорошу здатність до холодного формування та гарну стійкість до руйнування, але вони забезпечують знижену пластичність і стійкість до втоми під час тер-обробки

Метастабільні бета-сплави з молібденовим еквівалентом 10-30 після швидкого охолодження залишаються повністю бета-сплавами та можуть забезпечити високу міцність для найвимогливіших застосувань.

Ti-6Al-4V (або ASTM Grade 5) — широко використовуваний титановий сплав, який містить приблизно 6% алюмінію та 4% ванадію з незначною кількістю вуглецю, азоту та водню.

Це альфа-бета-сплав, який розвиває міцність на розрив у діапазоні 895-1100 МПа, стійкий до атмосферної корозії та має дуже гарне співвідношення міцності-до ваги, що робить його кращим для аерокосмічних і біомедичних матеріалів.

Процеси термічної -обробки можуть забезпечити бажані механічні та фізичні властивості, збалансовано обробляючи розчином і старіючи, сприяючи високій міцності, зберігаючи хорошу пластичність.

Комбінований -alpha, Ti-6242, був розроблений за підвищених температур. Він містить 6% алюмінію, 2% олова, 4% цирконію та 2% молібдену, що надає йому чудовий опір повзучості для підтримки високої міцності при підвищених температурах до 550 градусів.

Його мікроструктура забезпечує стійкість до корозії та термічну стабільність, тому підходить для реактивних двигунів та інших високотемпературних аерокосмічних компонентів.

Механічні властивості

Механічні властивості титанових сплавів мають вирішальне значення для-несучих навантажень. Базуючись на даних MatWeb, у наведеній нижче таблиці детально описано міцність на розрив, межу текучості, подовження та твердість для основних марок титану.

Він містить комерційні чисті сорти титану середньої-міцності та високо-пластичності, серед яких клас 4 є найміцнішим серед комерційних чистих сортів. Альфа- та майже{4}}альфа-сплави, такі як Ti-6242, забезпечують середню міцність і високу в’язкість до руйнування.

Альфа-бета-типи, такі як Ti-6Al-4V, забезпечують високу міцність і стійкість до втоми. Навпаки, високотемпературні бета-сплави, такі як Бета С, можуть розвивати тиск вище 1200 МПа, що підходить для застосувань із високим навантаженням, але має обмежену пластичність.

Фізичні властивості

Фізичні властивості впливають на придатність сплаву для застосувань, що вимагають певної ваги або магнітних характеристик. Таблиця нижче, отримана з MatWeb, деталізує щільність і питому вагу.

Титанові сплави з щільністю від 4,4 до 4,8 г/см³ набагато легші за інші метали, такі як сталь (7,9 г/см³), що пояснює їх малу вагу та велику міцність. Титанові сплави є хорошими варіантами, де потрібні низькі магнітні перешкоди, наприклад, для медичних і аерокосмічних потреб.

Електричні властивості

Титанові сплави мають високий питомий електричний опір (0,42-1,78 мкОм·м) порівняно з іншими металами, такими як мідь (0,017 мкОм·м), тому вони мають нижчу електропровідність.

Ця властивість може бути електроізоляційним матеріалом у установках, де найбільш бажані стійкість до корозії та не-провідність, наприклад, у хімічному технологічному обладнанні.

Теплові властивості

Теплові властивості мають вирішальне значення для застосувань, що включають високі температури. У таблиці нижче наведені дані про теплопровідність і максимальну робочу температуру.

Титанові сплави, що поставляються з низькою теплопровідністю, ускладнюють обробку, але прийнятні для високих температур.

Завдяки фазовій стабільності комерційно чистий титан обмежений до 350 градусів, тоді як сплави, такі як Ti-6Al-4V і Ti-6242, проходять екстремальні температури 400–550 градусів відповідно.

Отримайте миттєву пропозицію та перевірку запасів

Ми є спеціалізованим виробником, який займається глибокою обробкою титану та титанових сплавів, пропонуючи повний асортимент продукції, включаючи титанові труби, пластини, прутки, дріт і фольгу. Наше підприємство оснащено сучасними спеціальними виробничими лініями, які включають важкі-реверсивні стани гарячої прокатки для товстих листів і багато-стани холодної прокатки для прецизійних листів і фольги. У виробництві труб використовуються прецизійні стани холодної прокатки та лінії виробництва безшовних труб, а продукція з прутків і дроту виготовляється за допомогою високошвидкісних станів прокатки прутків/дроту та обладнання для безперервного волочіння. Критичні процеси підтримуються печами вакуумного відпалу для точної термічної обробки, а фінішна обробка здійснюється за допомогою обробних центрів з ЧПК, систем лазерного різання та прецизійних верстатів для вирівнювання. Завдяки комплексній системі контролю якості, яка контролює весь процес від сировини до готового продукту, ми прагнемо надавати високо-продуктивні, точні титанові рішення для таких галузей, як аерокосмічна промисловість, медичне обладнання, хімічна обробка та-товари споживчого призначення високого рівня.

Ми впроваджуємо захисні стандарти-промислового рівня, надаючи індивідуальні рішення для пакування для кожного титанового виробу: труби та стрижні окремо закріплюються антикорозійним покриттям VCI у посилених дерев’яних ящиках; пластини та фольга прошиті поліетиленовою плівкою проти подряпин-і упаковані у важкі-гофроящики; дроти точно-намотуються на промислові котушки. Усі пакети включають осушувач і мають чітке маркування продукту з кодами відстеження, що гарантує, що ваші прецизійні титанові матеріали захищені від вологи, ударів і стирання під час зберігання та глобальної логістики, безпечно надходячи на вашу виробничу лінію.

Запит на технічну консультацію