고온 티타늄 합금 및 다양한 유형의 티타늄 합금 분류 및 특성
June 19, 2024
세계에서 성공적으로 개발 된 최초의 고온 티타늄 합금은 TI-6AL-4V였으며 서비스 온도는 300-350 °입니다. 이어서, IMI550, BT3-1 및 400 ℃의 서비스 온도를 갖는 기타 합금은 물론 IMI679, IMI685, TI-6246, TI-6242 및 기타와 같은 450-500 ℃의 합금뿐만 아니라 연속적으로 개발되었다. 합금. 항공기 엔진에 성공적으로 적용된 새로운 고온 티타늄 합금은 다음과 같습니다. 영국 IMI829, IMI834 합금; 미국 TI-1100 합금; 러시아 BT18Y, BT36 합금 등. 최근 외국은 고온 티타늄 합금의 발달 방향으로 빠른 응고/분말 야금 기술, 섬유 또는 입자 강화 복합 재료를 사용하여 티타늄 합금의 사용을 650 이상으로 증가시킬 수 있도록 티타늄 합금을 개발했습니다. . 빠른 응고 / 분말 금속 기술 기술을 사용하는 미국 맥도넬 더글러스 회사는 760 ℃에서 고순도 고밀도, 고밀도 티타늄 합금을 개발했다.
티타늄-알루미늄 화합물 기반 티타늄 합금
일반 티타늄 합금, 티타늄 알루미늄 화합물 기반 소듐 TI3AL (α2) 및 TIAL (γ) 금속 간 화합물과 비교하여 고온 성능 (각각 816 및 982 ° C의 온도 사용), 산화 저항성 및 광선의 장점이 우수합니다. 체중 (밀도는 니켈 기반 고온 합금의 1/2에 불과하며, 이러한 장점은 항공 엔진 및 항공기 구조 구성 요소의 미래를위한 경쟁 재료가됩니다. 현재, 미국에서는 2 개의 Ti3al 기반 티타늄 합금 TI-21NB-14AL 및 TI-24AL-14NB-#V-0.5MO가 대량 생산을 시작했습니다. 최근에 개발 된 다른 TI3AL 기반 티타늄 합금으로는 TI-24AL-11NB, TI25AL-17NB-1MO 및 TI-25AL-10NB-3V-1MO 등이 포함됩니다. tal (1-10) m (at.%), 여기서 m은 적어도 하나의 V, Cr, Mn, NB, Mn, Mo 및 적어도 하나의 요소 W. TI-65AL-10NI 합금과 같은 관심을 끌기 시작했습니다.
고강도 및 고음 β- 타입 티타늄 합금
β- 타입 티타늄 합금은 1950 년대 중반 미국 Crucible Company B120VCA 합금 (TI-13V-11CR-3AL)에 의해 처음 개발되었습니다. β- 타입 티타늄 합금은 우수하고 차가운 가공 특성이 우수하며, 롤링하기 쉽고, 롤링 할 수 있으며, 용접 될 수 있으며, 고유 한 용액이 될 수 있습니다. . 다음을 대표하는 새로운 고 강도 및 고축성 β- 타입 티타늄 합금 : TI1023 (TI-10V-2FE-#AL), 30CRMNSIA 고층 구조 강철의 성능에 일반적으로 사용되는 합금 및 항공기 구조 구성 요소는 비교할 수 있습니다. 단조 공연에; TI153 (TI-15V-3CR-3AL-3SN), 합금의 냉 작업 성능은 산업 티타늄보다 낫습니다. 합금의 냉 작업 성능은 산업 티타늄보다 낫습니다. 노화 후 실온 인장 강도는 1000mpa 이상에 도달 할 수 있습니다. β21S (TI-15MO-3AL-2.7NB-0.2SI),이 합금은 미국 티타늄 금속 회사의 타이밍 분할이 우수한 산화성 내성을 갖춘 새로운 유형의 산화 저항성 초고속 티타늄 합금입니다. 우수한 핫 및 냉간 가공 성능은 두께가 0.064mm 인 포일로 만들 수 있습니다. 일본 파이프 (NKK)는 SP-700 (TI-4.5AL-3V-2MO-2FE) 티타늄 합금을 성공적으로 개발했으며, 합금은 고강도, 최대 2000%의 초소형 신장을 가지며 초소형 형성 온도는 140 ° 낮습니다. TI-6AL-4V, TI-6AL-4V 합금을 초소성 형성-확산 연결 (SPF/DB) 기술로 대체하는 데 사용할 수있는 다양한 항공 우주 구성 요소를 제조합니다. 러시아는 BT-22 (TI-5V-5MO-1CR-5AL)를 개발했으며, 위의 1105mpa까지의 인장 강도.
불꽃 지연 티타늄 합금
기존의 티타늄 합금은 특정 조건에서 알칸을 점화시키는 경향이 있으며, 이는 응용 분야를 크게 제한합니다. 이러한 상황에 따라 모든 국가는 화염 지연 티타늄 합금에 대한 연구를 시작했으며 특정 돌파구를 만들었습니다. Qiang 개발 된 합금 C (50TI-35V-15CR의 T 공칭 조성물이라고도 함 (질량 분획)은 연속 연소 불화 난 화염 티타늄 합금으로 F119 엔진에서 사용되었습니다. BTT-1 및 BTT-3 화염성 티타늄 합금의 러시아 개발은 Ti-Cu-Al 합금이며, 열 변형 공정 성능은 상당히 우수하며, BTT-1 및 BTT-3은 러시아가 개발 한 화염 지연 티타늄 합금입니다.
의료 티타늄 합금
티타늄 재료는 무독성, 가벼우 며 강하며 생체 적합성이 우수하여 인체의 임플란트로 사용하기에 매우 바람직한 의료 금속 재료입니다. 현재, 의료 분야에서 널리 사용되는 것은 여전히 Ti-6AL-4V ELI 합금입니다. 그러나 후자는 매우 적은 양의 바나듐과 알루미늄 이온을 침전시켜 세포 적응성을 줄이고 인체에 해를 끼칠 수 있습니다.이 문제는 의료계에서 오랫동안 널리 알려져 있습니다. 1980 년대 중반부터 미국은 정형 외과 수술을 위해 알루미늄이없는 바이오 포환, 생체 적합성 티타늄 합금을 개발하기 시작했습니다. 일본, 영국 및 기타 국가들 도이 분야에서 많은 연구 작업을 수행했으며 새로운 진전을 이루었습니다. 예를 들어, 일본은 TI-15ZR-4NB_4TA-0.2PD, TI-15ZR-4NB-ATA-0.2PD-0.20 ~ 0.05N, TI-15SN-4NB-를 포함하여 우수한 생체 적합성을 갖는 일련의 α+β 티타늄 합금을 개발했습니다. 2TA-0.2PD 및 TI-15SN-4NB-2TA-0.2PD-0.20,이 합금은 TI-6AL-4V ELI보다 더 나은 부식 강도, 피로 강도 및 내식성을 갖는다. α + β 티타늄 합금과 비교하여, β 티타늄 합금은 더 높은 강도 및 더 나은 절개 특성 및 강인성을 가지며, 이는 임플란트로서 인체로의 이식에 더 적합하다. 미국에서는 의료 응용 분야, 즉 TMZFTM (TI-12MO-^ZR-2FE), TI-13NB-13ZR, TIMETAL 21SRX (TI-15MO-2.5NB-0.2SI), TIADYNE에 5 개의 β 티타늄 합금이 권장되었습니다. 1610 (TI-16NB-9.5HF) 및 TI-15MO. 가까운 시일 내에, 고강도 수위를 갖는 티타늄 합금과 더 나은 절개 특성 및 강인성은 α+β 티타늄 합금보다 인체로의 이식에 더 적합한 것으로 추정됩니다. 가까운 시일 내에, 높은 강도, 낮은 탄성 계수 및 탁월한 형성성 및 부식성을 갖는 오두막 티타늄 합금은 현재 의료 분야에서 널리 사용되는 Ti-6AL-4V ELI 합금을 대체 할 가능성이 높습니다.
