Sissejuhatus titaan- ja titaansulamitesse
Titaan- ja titaansulamid on pärast 1950ndate aastate alguses nende ärilise kasutuselevõttu lennunduse, energia- ja keemiatööstuse oluliste materjalidena kiiresti kinnitanud olulisi materjale. Need materjalid pakuvad erakordset kombinatsiooni kõrge tugevuse ja kaalu suhte, suurepäraste mehaaniliste omaduste ja suurepärase korrosioonikindluse kombinatsioonist, muutes need ideaalseks kriitilisteks rakendusteks. Selles artiklis uuritakse titaansulamite mitmekesiseid rakendusi, nende tootmisprotsesse, sealhulgas sepistatud tooteid, valandeid ja pulbri metallurgiat, ning uuritakse nende ainulaadseid metallurgiaomadusi. Lisaks hõlmab see erinevate titaanklasside koostist, nende konkreetseid rakendusi, keevituskaalutlusi ja kuumtöötluse meetodeid, mis optimeerivad jõudlusomadusi nõudlike keskkondade jaoks.
Alates 1950ndate aastate alguses on titaan- ja titaansulamid muutunud kiiresti kosmose-, energia- ja keemiatööstuse selgroomaterjaliks. Nende märkimisväärne kombinatsioon kõrge tugevuse ja kaalu suhte, suurepäraste mehaaniliste omaduste ja parema korrosioonikindluse kohta muudavad titaani optimaalse materjali valiku arvukate kriitiliste rakenduste jaoks.
Tänapäeval kasutatakse titaansulameid nõudlikes stsenaariumides nagu staatiline ja pöörlevad gaasiturbiinimootori komponendid. Mõned kõige kriitilisemad ja kõrgelt stressitud tsiviil- ja sõjaväe lennukikere osad sõltuvad nendest mitmekülgsetest sulamitest. Rakenduse ulatus on viimastel aastatel märkimisväärselt laienenud, hõlmates tuumaelektrijaamu, toidutöötlemisvõimalusi, naftatöötlemistehaste soojusvahetite, merekomponente ja meditsiinilisi proteesid.
Hoolimata nende erakordsetest omadustest, võivad titaansulami komponentide suhteliselt kõrged kulud piirata nende kasutamist rakendustega, kus madalama hinnaga alternatiivid nagu alumiinium ja roostevaba terased on ebapiisavad. See kõrgendatud kulud tulenevad tavaliselt sisemistest toorainekuludest, valmistamisprotsessidest ja soovitud lõpliku kuju saavutamiseks vajalikust olulisest metalli eemaldamisest.
Titaanivõrgu kuju tehnoloogiad
Kulude väljakutsete lahendamiseks ja tootmise tõhususe parandamiseks on välja töötatud mitu titaanivõrgu kuju tehnoloogiat. Nende hulka kuuluvad pulbri metallurgia (P\/M), ülplastik moodustamine (SPF), täpne sepistamine ja täpne valamine. Nende hulgas on täppis valamine osutunud kõige arenenumaks ja laialdasemalt kasutatavaks titaanvõrgu kuju tehnoloogiaks. Ameerika Ühendriigid olid aastatel 1979–1989 tunnistajaks titaanide valamise iga -aastase suurenemise 260%, mis näitab selle lähenemisviisi kasvavat tööstuse kasutuselevõttu.
As aircraft engine manufacturers seek materials capable of withstanding higher operating temperatures, alloys such as Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo and Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo are being specified suureneva sagedusega. Lisaks arendatakse valanditena arenenud kõrge temperatuuriga titaansulamid, mis on mõeldud kuni 595 kraadi, sealhulgas Ti -1100 ja IMI -834. Nendel sulamitel on sama kõrgendatud temperatuuri paremus kui nende sepistatud kolleegid, võrreldes sagedamini kasutatava Ti -6 al -4 v.
