Разлика између легура ливеног титанијума и легура титанијума
Легуре титанијума, због велике чврстоће, отпорности на корозију и лагане својства, постали су основни материјали у ваздухопловној, медицинским, хемијским и другим пољима. Међутим, у класификацији легура титанијум-а, "ливени титан легуре" и "легуре од кованог титанијума" често се збуњују. Иако су обоје, титанијум - базирани материјали, значајно се разликују у њиховим припремама, микроструктури, карактеристикама перформанси и апликацијама.
Дефиниција и класификација: Полазиште о материјалном облику
Легуре титанијума формирају се додавањем легирских елемената као што су алуминијум, ванадијум и молибден на матрицу од титанијума. Њихова класификација је првенствено заснована на фазном саставу и понашању топлоте:
- Упишите легуре (нпр. ТИ - 5АЛ-2.5сн): одлично високе температуре, које се користе у компонентима за ваздухоплове;
- Упишите легуре (нпр. ТИ - 10В-2ФЕ-3АЛ): висока чврстоћа, погодна за структурне делове велике чврстоће;
+ - Легуре типа (нпр. ТИ-6АЛ-4В): Оптималне укупне перформансе, рачуноводство преко 50% употребе легура титанијума.
Легуре од ливених титанија су посебан облик легуре титанијум, који се односе на компоненте легуре титанијум-а директно се формирају кроз процесе као што су ливење улагања и графит. Његова основна карактеристика је "интегрално формирање", омогућавајући производњу сложених геометрија са минималним или без обраде. На пример, компоненте као што су авионски грло мотора и подморнички пропелери ослањају се на ливење за прецизно обликовање.
Проток процеса: разлике на путу од топљења на формирање
Припрема легура кованог титанијума пре свега се ослања на термомеханичке процесе као што су ковање, котрљање и екструзија. Процес укључује:
Сировина топљење: титанијумски инготи се топи у вакуумској потрошњој пећи (ВАР);
Отворено ковање: Мулти - усмерен ковање у фази или + фазни регион врши се да се распадне груби зрна;
ТОЧНО обрада: Третман раствора у комбинацији са старењем третмана користи се за контролу микроструктуре и својстава.
Припрема легура од ливених титанијума је усредсређена око ливења улагања, са следећим процесима:
Израда узорака: восак или 3Д - штампани лиморни лимит се креира на основу облика дела;
Припрема шкољке калупа: Ватростални материјал је пресвучен на површини обрасца да би се формирала шкољка керамичке калупе;
Топљење и изливање: легура титанијума се топи и сипа у љуску калупа под вакуум или инертну заштиту гаса;
Пост - Обрада: Шкољка калупа је уклоњена, капија је исечена, а вруће изостатско прешање (кук) се врши да би се елиминисала порозност.
Разлика кључа:Легуре од кованог титанијума прерачују житарице кроз пластичну деформацију, док легуре од бацања титанијума ослањају се на топљење и очвршћивање за контролу њихове микроструктуре. На пример, легура ЗТЦ4 (ТИ-6АЛ-4В за ливење) може показати микропорност у њено одливци без кука, док је ковано ТИ-6АЛ-4В показује униформу, једнакост структуре зрна.
Микроструктура: Извор разлика у перформансама
Карактеристике микроструктуре од кованих легура титанијума:
Екуаксирана зрна: добијена темељним ковањем, што резултира финим величинама зрна (<10μm) and uniform mechanical properties;
Дуплекс структура: и фазе се дистрибуирају у ламеларним обрасцима, балансирајући снагу и жилавост;
Структура кошара: Испреплетене ламеле су формиране након високог кривице -, што резултира одличном отпорношћу на пузању.
Карактеристике микроструктуре ливених легура титанијума:
Грубо колумни зрна: кристали преференцијално расту уз смер топлоте током очвршћивања, склони анизотропији;
Микропорозност: недовољно храњење скупљања доводи до повећане порозности, који захтева вруће изостатско прешање (кук);
- Плакуес: Локализовано - фазни обогаћивање, потенцијално смањујући умор умора.
Поређење предмета:Затезна снага одлива легура ЗТЦ4 у 500 степени је 800 - 900 МПа, док је фалсификовано ТИ-6АЛ-4В стиже до 950-1050 МПа на истој температури. Међутим, процес ливења може да произведе сложене, танке зидне структуре дебљине зидова само 2 мм, што је тешко постићи са процесом ковања.
Предности перформанси: Диференцирани избори у сценарију пријаве
Предности деформисаних легура титанијума:
Висока снага и жилавост: топлотна обрада омогућава прецизну контролу чврстоће и дуктилности;
Хомогеност микроструктуре: погодна за компоненте подложне динамичким оптерећењима, као што су опрема за слетање авиона;
Квалитет површине: ниска површинска храпавост након обраде и побољшана отпорност на корозију.
Предности легура ливеног титанијума:
Сложена способност формирања структуре: Способна да производи компоненте сложеним унутрашњим шупљинама и танкама - зидане структуре, као што су кућишта мотора за ваздухоплове;
Високо коришћење материјала: у близини - нет - Процеси облика смањује сечење радног оптерећења и трошкове производње;
Ефикасност производње: Кратка циклусна времена по комаду, погодна за мала - серија, висока - додани производи.
Типичне апликације:
Аероспаце: Легуре кованог титанијума користе се у преносу за слетање Ц919, а ливене легуре титанијума користе се у кућишту компресора СЛЕП-а;
Медицинско: легуре кованог титанијума користе се у вештачким зглобовима, а ливене легуре титанијума користе се у прилагођеним коштаним плочама;
Хемијска: Легуре кованог титанијума користе се у пакетима цеви за измењивач топлоте, а легуре од ливених титанија користе се у линирама реактора.
Технички изазови и трендови развоја
Изазови легура ливеног титанијума:
Порозност и сегрегација: Вруће изостатске пресовања и модификације потребне су за побољшање микроструктуре;
Трошкови калупа: Циклус припреме керамичког шкољке је дуг, а цена сваког калупа је висока;
Димензионална тачност: очвршћавање узрокује одступања одступања, која захтевају оптимизацију кроз адитивну производну технологију.
Трендови развоја:
Конверзација адитивне производње: Коришћење топљења електронског снопа (ЕБМ) или селективно ласерско топљење (СЛМ) технологије за постизање дигиталне производње легура ливеног титанијума;
Ниско - процеси трошкова: развијање технологије које се топило хладне лошице (ИСМ) да би се смањило трошкове одлига легура титанијума;
Развој нових легура: попут ТИ - ал- в - породице ЗР легура, која повећава високи - температурну снагу и отпорност на корозију од ливених легура титанијума.
Разлика између ливених и кованих легура титанијума је у основи битка између "дизајна - вођена производња" и "перформансама - вођена производња". Први фокусира на сложено структурно обликовање, док последњи има за циљ екстремне оптимизације перформанси. У ваздухопловној индустрији, њих двоје се често користе у Тандему: Легуре од ливених титанијум-а користе се за производњу чарапа, док се легуре од кованог титанијума користе за производњу сечива, заједно стварајући високо ефикасне погонске погоне.
