Avenços en el desenvolupament d'aliatges de titani

Les excel·lents propietats del titani, els aliatges de titani i els compostos de titani han provocat una necessitat urgent d'ells. No obstant això, l'alt cost de producció ha limitat la seva aplicació.

Malgrat les seves propietats superiors, les peces d'aliatge de titani es troben encara molt lluny de l'aplicació universal del titani i els seus aliatges, a causa de problemes com els alts preus, la mala conformabilitat i la poca soldabilitat. Tant si es tracta de la fosa inicial del metall com del processament posterior, el preu de l'aliatge de titani és molt més alt que altres metalls.

Amb el desenvolupament de la tecnologia de conformació propera a la xarxa d'aliatge de titani i la soldadura per feix d'electrons, la soldadura per arc de plasma, la soldadura per làser i altres tecnologies de soldadura modernes en els darrers anys, els problemes de formació i soldadura d'aliatge de titani ja no són un factor clau que restringeix l'aplicació d'aliatges de titani, En els darrers anys, els països estan desenvolupant nous tipus d'aliatges de titani de baix cost i d'alt rendiment i s'esforcen per convertir els aliatges de titani en el camp de la indústria civil amb un gran potencial de mercat. El nou progrés de la investigació sobre materials d'aliatge de titani a casa i a l'estranger es reflecteix principalment en els aspectes següents.

Aliatge de titani d'alta temperatura

En els darrers anys, els països estrangers utilitzen tecnologia de solidificació ràpida / metal·lúrgia en pols, materials compostos reforçats amb fibra o partícules per desenvolupar aliatges de titani com a direcció de desenvolupament d'aliatges de titani d'alta temperatura, de manera que l'ús d'aliatges de titani es pot augmentar a més de 650 graus. temperatura. La companyia nord-americana McDonnell Douglas ha desenvolupat amb èxit un aliatge de titani d'alta puresa i alta densitat utilitzant tecnologia de solidificació ràpida / metal·lúrgia de pols, i la seva resistència a 760 graus és equivalent a la resistència de l'aliatge de titani actual utilitzat a temperatura ambient.

Aliatge de titani basat en compost de titani-alumini

En comparació amb els aliatges generals de titani, compostos de titani i alumini basats en compostos intermetàl·lics de sodi Ti3Al (2) i TiAl (), el gran avantatge del rendiment a alta temperatura és bo (alta temperatura de 816 i 982 graus, respectivament), resistència a l'oxidació, resistència a la fluència. i pes lleuger (densitat d'aliatges d'alta temperatura a base de níquel només 1/2), aquests avantatges fan que es converteixi en el futur dels components estructurals de motors i avions amb un material competitiu. Material.

Aliatge de titani d'alta resistència i alta tenacitat

L'aliatge de titani de tipus a principis és a mitjans-1950per la companyia dels Estats Units Crucible va desenvolupar l'aliatge B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). -Els aliatges de titani de tipus tenen bones propietats de mecanitzat en calent i en fred, fàcils de forjar, es poden enrotllar, soldar, poden ser una solució sòlida - Tractament d'envelliment per obtenir altes propietats mecàniques, bona resistència ambiental i resistència i tenacitat a la fractura d'un bon partit. Nous aliatges de titani d'alta resistència i alta tenacitat Representatius dels tipus següents:

Ti1023 (Ti-10v{-2Fe-#al), l'aliatge i els components estructurals d'aeronaus utilitzats habitualment en el rendiment d'acer estructural d'alta resistència 30CrMnSiA és comparable a un excel·lent rendiment de forja;

Ti153 (Ti-15V-3Cr{-3Al{-3Sn), el rendiment de treball en fred de l'aliatge és millor que el titani pur industrial, i la resistència a la tracció a temperatura ambient després de l'envelliment pot arribar a més de 1000 MPa;

21S (Ti-15Mo-3Al{-2.7Nb{-0.2Si), l'aliatge és un nou tipus d'aliatge de titani resistent a l'oxidació desenvolupat per la divisió Timet de l'empresa nord-americana Titanium Metals, amb bona resistència a l'oxidació, excel·lents propietats de treball en fred i calent, es poden convertir en làmines amb un gruix de 0,064 mm;

Aliatge de titani ignífug

Els aliatges de titani convencionals tenen tendència a cremar-se en determinades condicions, la qual cosa limita en gran mesura la seva aplicació. Davant d'aquesta situació, tots els països han posat en marxa la investigació sobre aliatges de titani retardants de flama i han fet alguns avenços. Els Estats Units van desenvolupar l'aliatge c, és un aliatge de titani ignífug insensible a la combustió contínua, s'ha utilitzat al motor F119. BTT-1 i BTT-3 per al desenvolupament rus d'aliatges de titani retardants de flama, són aliatges de Ti-Cu-Al, tenen un rendiment de procés de deformació tèrmica força bo, es poden utilitzar per fer peces complexes.

Aliatge de titani mèdic

El titani és no tòxic, lleuger, d'alta resistència i té una excel·lent biocompatibilitat, és un material metàl·lic mèdic molt ideal, es pot utilitzar com a implants implantats al cos humà. Actualment, l'aliatge Ti-6Al{-4v ELI continua sent molt utilitzat en l'àmbit mèdic. No obstant això, aquest últim precipitarà una quantitat molt petita d'ions de vanadi i alumini, reduint la seva adaptabilitat cel·lular i pot causar danys al cos humà, aquest problema fa temps que ha causat una preocupació generalitzada a la comunitat mèdica. Els Estats Units ja a mitjans-1980s van començar a desenvolupar aliatges de titani biocompatibles sense alumini, sense vanadi per a la cirurgia ortopèdica. El Japó, el Regne Unit i altres països també han fet un gran treball de recerca en aquesta àrea i han fet nous progressos. S'estima que en un futur proper, amb una alta resistència, un mòdul d'elasticitat baix, així com excel·lents propietats de resistència a l'emmotllament i a la corrosió de l'aliatge de titani LU, és probable que substitueixi el Ti-6Al{-4V Aliatge ELI, que s'utilitza àmpliament en el camp mèdic.