SISSEJUHATUS
Puhtal titaanil on huvitav omadus, - see muudab temperatuuri tõustes oma kristallstruktuuri. Alla umbes 882 kraadi on see olemas selles, mida metallurgid nimetavadalfa ( ) faas, tihedalt-pakitud kuusnurkne struktuur. Sellest temperatuurist kõrgemal nihkub see temperatuurinibeeta ( ) faas, mis on keha{0}}keskne kuup. See üleminekutemperatuur on titaanmetallurgia peamine võrdluspunkt ja see, kuidas antud legeerelement seda mõjutab, määrab, millisesse kolmest kategooriast see element kuulub.
1. Alfa-stabiliseerivad elemendid
Need elemendid tõstavad beetatransuse temperatuuri, mis tähendab, et nad muudavad alfafaasi stabiilseks laiemas temperatuurivahemikus. Need laiendavad faasidiagrammil alfafaasivälja ja kipuvad täpsustama terastruktuuri, suurendades nii tugevust kui ka kuumakindlust.
Praktikas on kõige olulisem alfa stabilisaatoralumiinium (Al). Seda kasutatakse peaaegu kõigis kaubanduslikes titaanisulamites -, see parandab tugevust toatemperatuuril ja kõrgendatud temperatuuridel ning vähendab samal ajal tihedust. Seda kombinatsiooni on raske ületada ja seetõttu on alumiinium peaaegu alati segu osa.
Muud alfa stabilisaatorid hõlmavadsüsinik, hapnik, lämmastik, gallium, germaanium ja boor. Hoiatus hapniku ja lämmastiku kohta: kuigi need suurendavad tugevust, vähendavad nad ka elastsust. Tootmises käsitletakse neid tavaliselt lisanditena ja hoitakse range kontrolli all, mitte ei lisata neid tahtlikult.
Alfa{0}}stabiliseeritud sulamid on selle selgroogkuumakindel titaanisulam-perekond -, mida kasutatakse reaktiivmootorite komponentides, väljalaskesüsteemides ja muudes kõrgete temperatuuride{1}}rakendustes.
2. Beeta-Stabiliseerivad elemendid
Need teevad vastupidist: nadmadalambeeta transuse temperatuuri ja laiendada beetafaasi piirkonda. Tegelikult võimaldavad need beetafaasil jääda stabiilseks temperatuuridel, kus puhas titaan oleks juba alfaks muutunud. Beeta-faasititaanil on kere-keskne kuubikujuline struktuur, mis üldiselt pakub paremat sitkust ja paremat töödeldavust.
Levinud beeta stabilisaatorid hõlmavadmolübdeen (Mo), vanaadium (V) ja nioobium (Nb). Molübdeen on üks võimsamaid - isegi väikestel lisanditel on oluline mõju beetaversiooni stabiliseerimisele. Vanaadiumit kasutatakse laialdaselt sellistes struktuursetes sulamites nagu Ti-6Al-4V, mis on maailmas kõige levinum titaanisulam.
Beeta-stabiliseeritud sulameid on tavaliselt kergem külmvormida- ja need reageerivad hästi kuumtöötlemisele, mistõttu on need atraktiivsed rakendustes, kus on vaja keerulist vormimist või suurt sitkust.
3. Neutraalsed elemendid
See on kõige selgem kategooria. Neutraalsetel elementidel onminimaalne mõju beetatransuse temperatuurile- need ei stabiliseeri alfa- ega beetaversiooni olulisel määral. Nende peamine panus ontahke lahuse tugevdamine: need lahustuvad titaanmaatriksis ja parandavad mehaanilisi omadusi faasitasakaalu rikkumata.
Peamised neutraalsed elemendid ontsirkoonium (Zr), tina (Sn) ja hafnium (Hf).
Igaüks neist toob lauale midagi veidi erinevat. Tina võib suurendada kõrgete temperatuuride{1}}stabiilsust ja libisemiskindlust. Tsirkoonium pakub viisi tugevuse peenhäälestamiseks- ilma faasitasakaalu nihutamata, mis annab metallurgidele kasuliku tööriista sulami jõudluse optimeerimiseks ilma soovimatute kõrvalmõjudeta mikrostruktuurile.
Miks see on oluline
Nende kolme kategooria mõistmine ei ole ainult akadeemiline. Kui valite titaanisulami konkreetseks rakenduseks -, olgu selleks siis kosmosesõidukite kinnitusdetailid, keemilise töötlemise seadmed või arhitektuurne kattekiht -, määrab alfastabilisaatorite, beetastabilisaatorite ja neutraalsete elementide kombinatsioon sulamis selle tugevuse, plastilisuse, kuumakindluse, vormitavuse ja korrosioonikäitumise.
Kõigile, kes töötavad titaani toorainega, aitab nende elementide ja titaani faasistruktuuriga suhtlemise põhiteadmine mõista, miks erinevad sulamid nii erinevalt käituvad ja miks õige klassi valik praktikas nii oluline on.
Baoji Yibaite New Materials Technology Co., Ltd.- Parim tootja ja tarnijaTitaan materjalid