Napredak u razvoju titanijumskih legura

Odlična svojstva titana, legura titanijuma i jedinjenja titana dovela su do hitne potrebe za njima. Međutim, visoka cijena proizvodnje ograničila je njihovu primjenu.

Uprkos svojim vrhunskim svojstvima, dijelovi od legure titana su još uvijek daleko od univerzalne primjene titanijuma i njegovih legura, zbog problema kao što su visoke cijene, loša sposobnost oblikovanja i loša zavarljivost. Bilo da se radi o početnom taljenju metala ili naknadnoj obradi, cijena legure titana je mnogo viša od ostalih metala.

S razvojem tehnologije formiranja skoro mreže od legura titana i zavarivanja elektronskim snopom, zavarivanja plazma lukom, laserskog zavarivanja i druge moderne tehnologije zavarivanja u posljednjih nekoliko godina, problemi oblikovanja i zavarivanja titanijumskih legura više nisu ključni faktor koji ograničava primjenu titanijumskih legura, u posljednjih nekoliko godina, zemlje razvijaju jeftine i visoke performanse novih tipova titanijumskih legura, te nastoje da titanijumske legure uvedu u oblast civilne industrije sa ogromnim tržišnim potencijalom. Novi napredak istraživanja materijala od legura titanijuma u zemlji i inostranstvu uglavnom se ogleda u sledećim aspektima.

Visokotemperaturna legura titanijuma

Posljednjih godina, strane zemlje koriste tehnologiju brzog skrućivanja / metalurgije praha, kompozitnih materijala ojačanih vlaknima ili česticama za razvoj legura titanijuma kao smjera razvoja legure titana na visokim temperaturama, tako da se upotreba legura titanijuma može povećati na više od 650 stepeni temperatura. Američka kompanija McDonnell Douglas uspješno je razvila leguru titanijuma visoke čistoće i visoke gustine koristeći tehnologiju brzog očvršćavanja/metalurške metalurgije praha, a njena čvrstoća na 760 stepeni je ekvivalentna jačini trenutne legure titana koja se koristi na sobnoj temperaturi.

Titanijum-aluminijumska legura na bazi jedinjenja titana

U poređenju sa opštim titanijumskim legurama, titanijumom i aluminijumskim jedinjenjima na bazi intermetalnih jedinjenja natrijuma Ti3Al (2) i TiAl(), velika prednost performansi pri visokim temperaturama je dobra (visoka temperatura od 816 i 982 stepena, respektivno), otpornost na oksidaciju, otpornost na puzanje i mala težina (gustina visokotemperaturnih legura na bazi nikla samo 1/2), ove prednosti čine da postane budućnost avio-motora i strukturnih komponenti aviona sa konkurentnim materijalom. Materijal.

Legura titanijuma visoke čvrstoće i visoke žilavosti

-tip legura titanijuma rani je sredinom{1}} od strane američke kompanije Crucible koja je razvila B120VCA leguru (Ti-13v-11Cr-3Al). -tip legure titanijuma ima dobra svojstva tople i hladne obrade, lako se kovati, može se valjati, zavarivati, može biti čvrst rastvor - tretman starenjem za dobijanje visokih mehaničkih svojstava, dobre otpornosti na okolinu i čvrstoće i žilavosti loma dobrog podudaranja. Nove legure titana visoke čvrstoće i žilavosti Predstavnici sljedećih tipova:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), legure i konstrukcijske komponente aviona koje se obično koriste u konstrukcijskom čeliku visoke čvrstoće 30CrMnSiA, performanse su uporedive sa odličnim performansama kovanja;

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), učinak hladne obrade legure je bolji od industrijskog čistog titanijuma, a vlačna čvrstoća na sobnoj temperaturi nakon starenja može dostići više od 1000MPa;

21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), legura je nova vrsta jake legure titanijuma otporne na oksidaciju koju je razvio Timet Division američke Titanium Metals Company, sa dobrom otpornošću na oksidaciju, odličnim toplim i hladnim radnim svojstvima, može se napraviti u folije debljine 0.064mm;

Legura titanijuma otporna na plamen

Konvencionalne legure titanijuma imaju tendenciju da izgore pod određenim uslovima, što u velikoj meri ograničava njihovu primenu. S obzirom na ovakvu situaciju, sve zemlje su pokrenule istraživanja o legurama titanijuma otpornih na plamen i napravile određene pomake. Alloy c, razvijena u Sjedinjenim Državama, je legura titanijuma koja usporava plamen i nije osjetljiva na kontinuirano sagorijevanje, a korištena je u motoru F119. BTT-1 i BTT-3 za ruski razvoj negorivih legura titanijuma, su legure Ti-Cu-Al, imaju prilično dobre performanse procesa termičke deformacije, mogu se koristiti za izradu složenih dijelova.

Medicinska titanijumska legura

Titanijum je netoksičan, lagan, visoke čvrstoće i ima odličnu biokompatibilnost, veoma je idealan medicinski metalni materijal, može se koristiti kao implantati ugrađeni u ljudsko telo. Trenutno je u širokoj upotrebi u medicinskom polju još uvijek Ti-6Al-4v ELI legura. Međutim, potonji će istaložiti vrlo malu količinu jona vanadijuma i aluminija, smanjujući njegovu ćelijsku prilagodljivost i može nanijeti štetu ljudskom tijelu, ovaj problem je dugo izazivao široku zabrinutost u medicinskoj zajednici. Sjedinjene Države su još sredinom{3}}e počele razvijati biokompatibilne titanijumske legure bez aluminijuma, bez vanadija za ortopedsku hirurgiju. Japan, Ujedinjeno Kraljevstvo i druge zemlje takođe su uradile mnogo istraživačkog rada u ovoj oblasti i napravile novi napredak. Procjenjuje se da će u bliskoj budućnosti, sa visokom čvrstoćom, niskim modulom elastičnosti, kao i odličnim svojstvima otpornosti na oblikovanje i koroziju, LU titanijumska legura vjerovatno zamijeniti Ti-6Al-4V ELI legura, koja se široko koristi u medicinskom polju.