Klasifikacija čistog titanijuma i legura titanijuma prema glavnim primenama

Titanijum je važan strukturni metal razvijen 1950-ih. Titanijumske legure se široko koriste u raznim oblastima zbog svoje visoke čvrstoće, dobre otpornosti na koroziju i otpornosti na toplotu. Mnoge zemlje u svijetu prepoznale su značaj materijala od legura titanijuma, kao i sukcesivno istraživanje i razvoj materijala od legura titanijuma, i primenjene u praksi. Od 1950-ih do 1960-ih, legure titanijuma se uglavnom koriste u razvoju trupa avionskih motora od legure titanijuma na visokim temperaturama, 1970-te inspirisale su brojne titanijumske legure, a od 1980-ih, legure titana i legure titana visoke čvrstoće su se dalje razvijale. . Legure titana se uglavnom koriste u proizvodnji delova kompresora avionskih motora, zatim raketa, projektila i konstrukcijskih delova za brze avione.

Titanijum je alotropni izomer, tačka topljenja 1668 stepeni, na manje od 882 stepena bio je gust red heksagonalne strukture rešetke, poznat kao titanijum; 882 stepena sa kubičnom rešetkastom strukturom usredsređenom na telo, poznatom kao titanijum. Za različite karakteristike gornje dvije strukture titanijuma, dodajte odgovarajuće legirajuće elemente, postepeno mijenjajte njegovu temperaturu faznog prijelaza i sadržaj faze, da biste dobili različitu mikrostrukturu legure titana (legura titana). Na sobnoj temperaturi legure titanijuma imaju tri tipa organizacije matrice, a legure titana se klasifikuju u sledeća tri tipa: -legure, (+) legure i -legure. Kinu predstavljaju TA, TC i TB redom.

Alfa legura titanijuma

To je jednofazna legura sastavljena od čvrstih rastvora alfa faze. To je faza na općim i višim temperaturama primjene. Mikrostruktura je stabilna, otpornost na habanje je veća od čistog titana, a otpornost na oksidaciju je jaka. Još uvijek može održati čvrstoću i otpornost na puzanje na 500-600 stepeni, ali se ne može ojačati toplinskom obradom i sobna temperatura nije visoka.

Titanijumska legura

Sastoji se od jednofazne legure-fazne čvrste otopine, legure titana (3) bez toplinske obrade koja ima visoku čvrstoću, kaljena i ostarjela legura je dodatno ojačana, čvrstoća na sobnoj temperaturi od 1372 ~ 1666MPa; ali slabe termičke stabilnosti, ne treba koristiti na visokim temperaturama.

+ Titanijumska legura

To je dupleks legura sa dobrim sveobuhvatnim performansama, stabilnom organizacijom, dobrom žilavošću, svojstvima plastičnosti i deformacije, dobrom obradivosti pod vrućim pritiskom, što može dovesti do kaljenja legure i starenja. Nakon termičke obrade, čvrstoća se povećava za 50% do 100 u odnosu na žareno stanje; visokotemperaturna čvrstoća, može raditi dugo vremena na temperaturi od 400 do 500 stepeni, legure titana imaju dobru termičku stabilnost.

Tri najčešće korišćene legure titanijuma su legura -titanijuma i + -legura titana. -legura titanijuma ima najbolju sposobnost rezanja i obrade, + -legura titanijuma je sledeća najbolja, a -titanijumska legura je najgora. -titanijum legura je TA, -titanijum legura je TB, a + -legura titana je TC.

Legure titana mogu se podijeliti na legure otporne na toplinu, legure visoke čvrstoće, legure otporne na koroziju (titan-molibden, legure titan-paladija, itd.), legure na niskim temperaturama i legure sa posebnim funkcijama (titan-gvožđe za skladištenje vodonika materijali i legure memorije titan-nikl). Sastav i svojstva tipičnih legura prikazani su u tabeli.

Fazni sastav i mikrostruktura termički obrađenih titanijumskih legura može se dobiti podešavanjem procesa termičke obrade. Općenito fina izometrijska organizacija ima plastičnost, termičku stabilnost i dobru čvrstoću na zamor; čvrstoća puzanja na lom, visoka čvrstoća puzanja i žilavost loma igličaste strukture; mješovita izometrijska i igličasta struktura ima dobre ukupne performanse.

Legura titana ima prednosti visoke čvrstoće, male gustine, dobrih mehaničkih svojstava, dobre žilavosti, dobre otpornosti na koroziju. Osim toga, performanse procesa legure titana su loše, poteškoće u obradi. Lako se apsorbuje vodonik, azot, ugljenik i druge nečistoće tokom vruće obrade. I otpornost na habanje je loša, proces proizvodnje je složen. Industrijska proizvodnja titanijuma počela je 1948. godine, a razvoj vazduhoplovne industrije zahteva da titanijumska industrija raste prosečnom godišnjom stopom od oko 8%. Godišnja proizvodnja materijala za obradu titanijumskih legura dostigla je više od 4 tone, proizvela je skoro 30 razreda materijala od legura titanijuma. Najrasprostranjenije legure titanijuma su Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5), Al-2.5Sn (TA7) i industrijski čisti titanijum (TA1, TA2 i TA3).

Legure titana se uglavnom koriste u proizvodnji delova kompresora avionskih motora, a zatim strukturnih delova za rakete, projektile i brze avione. sredinom -1960 titanijum i njegove legure su se koristile u opštoj industriji za proizvodnju elektroda za industriju elektrolize, kondenzatora za elektrane, grejača za rafinerije nafte i desalinizaciju morske vode, kao i za uređaje za kontrolu zagađenja životne sredine, među druge aplikacije. Titan i njegove legure postali su konstrukcijski materijal otporan na koroziju. Osim toga, koristi se i za proizvodnju materijala za skladištenje vodika i legure za memoriju oblika.

Kina je započela istraživanje titana i legura titanijuma 1956. godine, a sredinom{1}} titanijumske legure su industrijalizovane i proizvedene su legure TB2.

Titanijumska legura je nova vrsta važnog konstrukcijskog materijala koji se koristi u avio industriji, njegova čvrstoća i odnos temperature između aluminijuma i čelika, aluminijuma, čelika visoke čvrstoće, ali takođe ima odličnu otpornost na koroziju i performanse na niskim temperaturama. 1950., Sjedinjene Američke Države po prvi put u F-84 lovcu-bombarderu kao toplinski štitnici stražnjeg trupa, vjetrobranska stakla, poklopac repa i drugi nenosivi dijelovi. 1960-ih, Kay je počeo koristiti dijelove od legure titana od stražnjeg dijela trupa do srednjeg prijenosa trupa, i djelomično zamijeniti konstrukcijski čelik za proizvodnju pregrada, greda, zakrilaca, klizača i drugih važnih nosivih dijelova. Količina legure titanijuma koja se koristi u vojnim avionima brzo se povećavala, dostižući 20% do 25% težine konstrukcije aviona. od 1970-ih, civilni avioni su počeli da koriste leguru titanijuma u velikim količinama, kao što je Boeing 747 sa sadržajem titana više od 3640 kilograma. Avioni sa Mahovim brojem veći od 2,5 uglavnom koriste titanijum za zamjenu čelika kako bi smanjili strukturnu težinu. Na primjer, američki SR{14}} visinski brzi izviđački avion (let Mach br. 3, visina leta 26.212 metara), titan je činio 93% težine strukture aviona, poznato kao avion od "sve titanijuma". Kada se omjer potiska i težine avio-motora povećao sa 4 na 6 na 8 na 10, izlazna temperatura kompresora se povećala sa 200 na 300 stepeni na 500 do 600 stepeni, originalni napravljeni od aluminijumskog diska i lopatice kompresora niskog pritiska mora biti od legure titana, legure titanijuma ili nerđajućeg čelika umesto diska i noža kompresora visokog pritiska. Za smanjenje težine konstrukcije. 70-ih godina, količina legure titanijuma u avionskom motoru generalno je iznosila 20% ~ 30% ukupne težine konstrukcije, uglavnom se koristila u proizvodnji delova pod pritiskom, kao što su kovanje titanijumskih ventilatora i zračnih diskova i lopatica pod pritiskom, lijevanje titanijuma svemirske letjelice koje se uglavnom koriste za proizvodnju raznih legura titanijuma visoke čvrstoće, otpornosti na koroziju, otpornosti na niske temperature za proizvodnju raznih posuda pod pritiskom, rezervoara za gorivo, zatvarača, zavoja, okvira instrumenata i raketnih školjki. Glavna upotreba legure titanijuma je proizvodnja raznih posuda pod pritiskom, rezervoara za gorivo, zatvarača, zavoja, okvira instrumenata i kućišta raketa. Veštački sateliti Zemlje, modul za sletanje na Mesec, letelice sa posadom i spejs šatl takođe koriste delove za zavarivanje ploča od legure titanijuma.