Definiția unui aliaj de titan
Un aliaj de titan este un material metalic a cărui bază este titanul, cu adăugări controlate de alte elemente pentru a-și schimba proprietățile. Titanul pur este moale și limitat ca rezistență, în timp ce aliajul mărește rezistența, îmbunătățește comportamentul la temperaturi ridicate-și adaptează rezistența la coroziune. Sistemul de aliere este proiectat în jurul celor două faze cristaline de titan, alfa și beta, care conferă sistemului de clasificare structura sa.
Elemente de aliere și rolurile lor
Aluminiul și staniul stabilizează faza alfa și cresc rezistența fără a fragiliza metalul. Vanadiul, molibdenul și cromul stabilizează faza beta și fac aliajul tratabil termic și mai puternic. Oxigenul, azotul și carbonul sunt elemente interstițiale care, de asemenea, întăresc, dar reduc ductilitatea, astfel încât sunt strâns limitate în fiecare grad.
Aluminiu pentru stabilizarea alfa și rezistență.
Vanadiu și molibden pentru stabilizarea beta.
Staniu și zirconiu ca întăritori neutri.
Paladiu și nichel pentru rezistență la coroziune.
Clasificare după Microstructură
Aliajele de titan sunt clasificate după fazele prezente la temperatura camerei. Aliajele alfa sunt sudabile și rezistente la coroziune, dar nu pot fi tratate termic. Aliajele alfa-beta conțin ambele faze și pot fi întărite prin tratarea cu soluție și îmbătrânire. Aliajele beta dezvoltă cea mai mare rezistență, dar sunt mai greu de sudat și mai costisitoare.
Clase comune de aliaje
Gradul 5, Ti-6Al-4V, este aliajul dominant și reprezintă cea mai mare parte a producției de titan, deservește industria aerospațială și industriei. Gradul 9, Ti-3Al{-2,5 V, oferă tuburi cu perete subțire- sudabil, iar gradul 23 este versiunea interstițială foarte scăzută a gradului 5 pentru uz medical și criogenic. Gradul 12, aliajul de molibden-nichel, și gradul 7, aliajul de paladiu, servesc serviciului bazat pe coroziune.
De ce aliaje în loc de metal pur
Titanul pur comercial acoperă rezistența la coroziune până la o rezistență moderată, dar aplicațiile structurale necesită o rezistență mai mare, rezistență la oboseală și capacitatea de temperatură pe care aliajele le oferă. Aliajele permit, de asemenea, tratamentul termic, ceea ce le permite producătorilor să ajusteze proprietățile piesei specifice. Alegerea între titan pur și aliaj este, prin urmare, determinată de cerințele de proiectare.
Selectarea unui aliaj
Selecția începe cu temperatura de serviciu, rezistența și calea de fabricație. Aliajele alfa-beta acoperă majoritatea nevoilor structurale până la aproximativ 400 de grade Celsius, aliajele beta servesc la cele mai-rezistențe forjate, iar aliajele stabilizate-la coroziune sunt alese pentru servicii chimice agresive. Nota selectată este confirmată în raport cu standardul de guvernare și documentată pe certificat.
Întrebări frecvente
Î: Ce este un aliaj de titan?
R: Un metal pe bază de titan cu adaosuri controlate, cum ar fi aluminiu și vanadiu, pentru a-și schimba proprietățile.
Î: Cum sunt clasificate aliajele de titan?
R: Prin microstructură în aliaje alfa, alfa{0}beta și beta.
Î: Care este cel mai comun aliaj de titan?
A: Grad 5, Ti-6Al-4V, care domină producția structurală de titan.
Î: De ce se adaugă aluminiu la titan?
R: Aluminiul stabilizează faza alfa și crește rezistența fără a fragiliza metalul.
Î: Ce aliaje pot fi tratate termic?
R: Aliajele alfa-beta și beta răspund la tratarea soluției și la îmbătrânire, în timp ce aliajele alfa nu.
Î: Când este utilizat titanul pur comercial?
A>Pentru servicii de coroziune până la rezistență moderată, unde sudabilitatea și economia contează mai mult decât rezistența.
