Các loại hợp kim titan: Tổng quan về bốn loại chính

Theo tài liệu, có hơn 100 loại hợp kim titan, nhưng chỉ có khoảng hơn chục loại được sử dụng thực sự trong công nghiệp. Tuy nhiên, các loại này khó nhớ rõ ràng nên các nhà luyện kim phân loại chúng theo cấu trúc vi mô.

Phân loại hợp kim titan
Dựa trên những thay đổi về cấu trúc vi mô, hợp kim titan được phân thành bốn loại: hợp kim titan loại -, loại gần{1}}, loại + - và loại -.

Titan nguyên chất trải qua sự thay đổi cấu trúc tinh thể ở khoảng 882 độ. Dưới nhiệt độ này, titan có cấu trúc hình lục giác đóng{2}}đóng gói (HCP), được gọi là pha. Ở nhiệt độ cao hơn, nó chuyển đổi thành cấu trúc-khối lập phương tâm (BCC), được gọi là pha. Các nguyên tố hợp kim ảnh hưởng đến hàm lượng của pha hoặc ở nhiệt độ phòng. Nhôm, oxy và nitơ thường ổn định pha, trong khi các nguyên tố như vanadi, molypden, crom và niobi có xu hướng ổn định pha, tạo ra chuỗi hợp kim titan chính. Chúng ta cũng có thể hiểu sự biến đổi cấu trúc tổng quát như sau: → gần- → + → . Với những thay đổi về cấu trúc này, các đặc tính như độ bền, độ dẻo, khả năng chịu nhiệt, khả năng định hình và phản ứng xử lý nhiệt cũng thay đổi.

Hợp kim titan

Các hợp kim thường thấy TA0, TA1, TA2, TA3, TA7, TA9 và TA10 là các hợp kim titan nguyên chất công nghiệp tương đối phổ biến, cũng được sử dụng trong các ứng dụng yêu cầu khả năng chống ăn mòn đặc biệt cao. Những hợp kim này không được chọn vì độ bền cực cao của chúng; Khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, khả năng hàn tốt và khả năng gia công tương đối tốt là những ưu điểm của chúng. Do đó, chúng thường được sử dụng trong thiết bị hóa chất, bộ trao đổi nhiệt, hệ thống đường ống, thiết bị hóa dầu, thiết bị clo-kiềm và hệ thống xử lý nước. Đối với thiết bị tiếp xúc với môi trường ăn mòn, độ bền kéo cao ít có lợi hơn khả năng chống ăn mòn của titan.

Gần- hợp kim titan

Hợp kim gần{0}} được cấu tạo chủ yếu từ pha, chứa một lượng nhỏ pha. Các lớp bao gồm TA11, TA15, TA13 và TA19. So với các hợp kim thông thường, những vật liệu này thể hiện độ bền nhiệt độ-cao và khả năng chống rão vượt trội. Chúng thường được sử dụng trong các cấu trúc hàng không vũ trụ và các bộ phận liên quan đến động cơ-. Ví dụ: TA15, còn được gọi là BT20 và TA19, tương ứng với Ti-6242S, mang lại hiệu suất được cải thiện. Đặc tính của chúng tăng cường độ bền của titan ở nhiệt độ phòng trong khi vẫn duy trì hiệu suất của nó trong thời gian dài ở nhiệt độ cao.

+ Hợp kim Titan

Các loại hợp kim phổ biến nhất bao gồm TC1, TC4, TC6, TC10 và TC11. Chúng tôi sẽ tập trung vào TC4 vì đây là hợp kim được nghiên cứu rộng rãi nhất,{6}}được sử dụng lâu nhất, hoạt động-tốt nhất và được ứng dụng rộng rãi nhất. Công thức hóa học của TC4 là Ti-6Al-4V và được quốc tế gọi là titan cấp 5. Thành phần của nó bao gồm khoảng 6% nhôm và 4% vanadi.

+ Hợp kim titan có thể khó hàn và gia công hơn. Hiệu suất cuối cùng phần lớn được xác định bởi quy trình gia công, xử lý nhiệt và tình trạng vật liệu. + hợp kim titan có thể khó hàn và gia công hơn.

Hợp kim titan

hợp kim titan chứa tỷ lệ -thành phần ổn định cao hơn. Ví dụ: TB2, Beta C và các hợp kim siêu bền khác. Một đặc điểm đáng chú ý của các vật liệu này là khả năng định hình của chúng. Ở trạng thái-được xử lý bằng dung dịch, một số hợp kim ở dạng-lạnh tương đối dễ dàng. Sức mạnh của họ có thể được cải thiện đáng kể sau khi lão hóa. Đối với một số loại, độ bền kéo có thể đạt khoảng 1300–1400 MPa, tùy thuộc vào thành phần, công nghệ xử lý và xử lý nhiệt. Điều này làm cho hợp kim titan trở nên hấp dẫn trong các lĩnh vực như lò xo, ốc vít, linh kiện hàng không vũ trụ và thiết bị dầu khí. hợp kim thường đắt hơn và tính chất của chúng rất nhạy cảm với công nghệ xử lý và xử lý nhiệt. Chúng không đơn giản là phiên bản “tăng cường” của TC4.

Chọn hợp kim titan phù hợp cho ngành của bạn
Khi chọn hợp kim titan phù hợp, các yếu tố như khả năng chống ăn mòn tốt có thể làm cho hợp kim trở nên phù hợp hơn. Đối với các ứng dụng có nhiệt độ-cao, hợp kim + (chẳng hạn như TC4) mang lại độ bền và độ dẻo dai kết hợp tốt, khiến chúng trở thành hợp kim titan được sử dụng phổ biến nhất. hợp kim đặc biệt quan trọng đối với độ bền cao, khả năng tạo hình nguội hoặc các đặc tính xử lý nhiệt cụ thể.

Thận trọng khi sử dụng hợp kim titan Xuze:

Môi trường sử dụng

Sức mạnh cần thiết

Phương pháp gia công và tạo hình

Hàn và xử lý nhiệt

Ngân sách chi phí

Phần kết luận

Khi đó, bạn sẽ nắm vững "các nguyên tắc đầu tiên" của việc lựa chọn hợp kim titan: Để có khả năng chống ăn mòn và khả năng hàn tốt, hãy chọn ; đối với khả năng chịu nhiệt độ cao, hãy chọn gần- ; để có hiệu suất toàn diện, hãy chọn + (TC4 làm bản sao lưu); để tạo hình nguội và độ bền-cực cao, hãy chọn