Progressi nello sviluppo delle leghe di titanio

Le eccellenti proprietà del titanio, delle leghe di titanio e dei composti di titanio ne hanno portato ad un urgente bisogno. Tuttavia, gli elevati costi di produzione ne hanno limitato l’applicazione.

Nonostante le loro proprietà superiori, le parti in lega di titanio sono ancora lontane dall’applicazione universale del titanio e delle sue leghe, a causa di problemi quali prezzi elevati, scarsa formabilità e scarsa saldabilità. Che si tratti della fusione iniziale del metallo o della lavorazione successiva, il prezzo della lega di titanio è molto più alto rispetto ad altri metalli.

Con lo sviluppo della tecnologia di formatura quasi netta della lega di titanio e della saldatura a fascio di elettroni, della saldatura ad arco plasma, della saldatura laser e di altre moderne tecnologie di saldatura negli ultimi anni, i problemi di formazione e saldatura della lega di titanio non sono più un fattore chiave che limita l'applicazione delle leghe di titanio, Negli ultimi anni, i paesi stanno sviluppando nuovi tipi di leghe di titanio a basso costo e ad alte prestazioni e si sforzano di trasformare le leghe di titanio nel campo dell’industria civile con un enorme potenziale di mercato. Il nuovo progresso della ricerca sui materiali in lega di titanio in patria e all'estero si riflette principalmente nei seguenti aspetti.

Lega di titanio ad alta temperatura

Negli ultimi anni, i paesi stranieri hanno utilizzato la tecnologia di solidificazione rapida/metallurgia delle polveri, materiali compositi rinforzati con fibre o particelle per sviluppare leghe di titanio come direzione di sviluppo delle leghe di titanio ad alta temperatura, in modo che l'uso delle leghe di titanio possa essere aumentato a oltre 650 gradi temperatura. La società statunitense McDonnell Douglas ha sviluppato con successo una lega di titanio di elevata purezza e alta densità utilizzando la tecnologia di solidificazione rapida/metallurgia delle polveri e la sua resistenza a 760 gradi è equivalente alla resistenza dell'attuale lega di titanio utilizzata a temperatura ambiente.

Lega di titanio a base di composto titanio-alluminio

Rispetto alle leghe di titanio generiche, ai composti di titanio e alluminio a base di composti intermetallici di sodio Ti3Al (2) e TiAl (), il grande vantaggio delle prestazioni alle alte temperature è buono (temperatura elevata di 816 e 982 gradi, rispettivamente), resistenza all'ossidazione, resistenza al creep e leggero (densità delle leghe ad alta temperatura a base di nichel solo 1/2), questi vantaggi lo rendono il futuro dei componenti strutturali di motori aeronautici e aeronautici con un materiale competitivo. Materiale.

Lega di titanio ad alta resistenza ed elevata tenacità

-tipo lega di titanio precoce è la metà-1950 della lega B120VCA sviluppata dalla società statunitense Crucible (Ti-13v-11Cr-3Al). Le leghe di titanio di tipo tipo hanno buone proprietà di lavorazione a caldo e a freddo, sono facili da forgiare, possono essere laminate, saldate, possono essere una soluzione solida - trattamento di invecchiamento per ottenere elevate proprietà meccaniche, buona resistenza ambientale e resistenza e tenacia alla frattura di un buon abbinamento. Nuove leghe di titanio ad alta resistenza e tenacità Rappresentative dei seguenti tipi:

Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), la lega e i componenti strutturali aeronautici comunemente utilizzati nelle prestazioni dell'acciaio strutturale ad alta resistenza 30CrMnSiA sono paragonabili a eccellenti prestazioni di forgiatura;

Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), le prestazioni di lavorazione a freddo della lega sono migliori del titanio puro industriale e la resistenza alla trazione a temperatura ambiente dopo l'invecchiamento può raggiungere più di 1000MPa;

21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), la lega è un nuovo tipo di lega di titanio forte e resistente all'ossidazione sviluppata dalla Divisione Timet della US Titanium Metals Company, con buona resistenza all'ossidazione, eccellenti proprietà di lavorazione a caldo e freddo, può essere trasformato in lamine con uno spessore di 0 0,064 mm;

Lega di titanio ignifuga

Le leghe di titanio convenzionali hanno la tendenza a bruciare in determinate condizioni, il che limita ampiamente la loro applicazione. Alla luce di questa situazione, tutti i paesi hanno avviato la ricerca sulle leghe di titanio ritardanti di fiamma e hanno fatto alcuni passi avanti. La lega c sviluppata dagli Stati Uniti, è una lega di titanio ritardante di fiamma insensibile alla combustione continua, è stata utilizzata nel motore F119. BTT-1 e BTT-3 per lo sviluppo russo di leghe di titanio ritardanti di fiamma, sono leghe Ti-Cu-Al, hanno prestazioni di processo di deformazione termica abbastanza buone e possono essere utilizzate per realizzare parti complesse.

Lega di titanio medica

Il titanio è atossico, leggero, ad alta resistenza e ha un'eccellente biocompatibilità, è un materiale metallico medico molto ideale, può essere utilizzato come impianti impiantati nel corpo umano. Attualmente, ampiamente utilizzata in campo medico è ancora la lega Ti-6Al-4v ELI. Tuttavia, quest'ultimo farà precipitare una quantità molto piccola di ioni di vanadio e alluminio, riducendo la sua adattabilità cellulare e potrebbe causare danni al corpo umano, questo problema ha causato a lungo una diffusa preoccupazione nella comunità medica. Gli Stati Uniti già a metà degli anni-1980 iniziarono a sviluppare leghe di titanio biocompatibili prive di alluminio e vanadio per la chirurgia ortopedica. Anche il Giappone, il Regno Unito e altri paesi hanno svolto molto lavoro di ricerca in questo settore e hanno fatto alcuni nuovi progressi. Si stima che nel prossimo futuro, grazie all'elevata resistenza, al basso modulo di elasticità, nonché alle eccellenti proprietà di modellabilità e resistenza alla corrosione, la lega di titanio LU probabilmente sostituirà la lega di titanio Ti-6Al-4V Lega ELI, ampiamente utilizzata in campo medico.