Класификација чистог титанијума и легура титанијума према главним применама

Титанијум је важан структурни метал развијен 1950-их. Легуре титанијума се широко користе у различитим областима због своје високе чврстоће, добре отпорности на корозију и топлотне отпорности. Многе земље у свету препознале су значај материјала од легура титанијума, као и сукцесивно истраживање и развој материјала од легура титанијума, и примењене у пракси. Од 1950-их до 1960-их, легуре титанијума се углавном користе у развоју трупа авионских мотора од легуре титанијума на високим температурама, 1970-те инспирисале су бројне легуре титанијума, а од 1980-их, легуре титанијума и легуре титанијума високе чврстоће су се даље развијале. . Легуре титанијума се углавном користе у производњи делова компресора авионских мотора, затим ракета, пројектила и конструкцијских делова за брзе авионе.

Титанијум је алотропни изомер, тачка топљења 1668 степени, на мање од 882 степена био је густ ред хексагоналне структуре решетке, познат као титанијум; 882 степена са кубичном решеткастом структуром усредсређеном на тело, познатом као титанијум. За различите карактеристике горње две структуре титанијума, додајте одговарајуће легирајуће елементе, постепено мењајте температуру фазног прелаза и садржај фазе, да бисте добили различиту микроструктуру легуре титанијума (легура титанијума). На собној температури легуре титанијума имају три типа матричне организације, а легуре титанијума се класификују у следећа три типа: -легуре, (+) легуре и -легуре. Кину представљају ТА, ТЦ и ТБ респективно.

Алфа легура титанијума

То је једнофазна легура састављена од алфа-фазних чврстих раствора. То је фаза на општим и вишим температурама примене. Микроструктура је стабилна, отпорност на хабање је већа од чистог титанијума, а отпорност на оксидацију је јака. И даље може да одржава чврстоћу и отпорност на пузање на 500-600 степени, али се не може ојачати топлотном обрадом и собна температура није висока.

Титанијумска легура

Састоји се од једнофазне легуре-фазног чврстог раствора, легуре титанијума (3) без термичке обраде која има високу чврстоћу, каљена и остарела легура је додатно ојачана, чврстоћа на собној температури од 1372 ~ 1666МПа; али слаба термичка стабилност, не би требало да се користи на високим температурама.

+ легура титанијума

То је дуплекс легура са добрим свеобухватним перформансама, стабилном организацијом, добром жилавошћу, својствима пластичности и деформације, добром обрадивости под врућим притиском, што може довести до гашења легуре и јачања старења. Након топлотне обраде, чврстоћа се повећава за 50% до 100 у односу на жарено стање; високотемпературна чврстоћа, може радити дуго времена на температури од 400 степени до 500 степени, легуре титанијума имају добру термичку стабилност.

Три најчешће коришћене легуре титанијума су легура титанијума и + -легура титанијума. -легура титанијума има најбоље сечење и обрадивост, + -легура титанијума је следећа најбоља, а -легура титанијума је најгора. -легура титанијума је ТА, -легура титанијума је ТБ, а + -легура титанијума је ТЦ.

Легуре титанијума се могу поделити на легуре отпорне на топлоту, легуре високе чврстоће, легуре отпорне на корозију (титан-молибден, легуре титан-паладијума, итд.), легуре ниске температуре и легуре са специјалним функцијама (титанијум-гвожђе за складиштење водоника материјали и легуре меморије титан-никл). Састав и својства типичних легура приказани су у табели.

Фазни састав и микроструктура термички обрађених легура титанијума може се добити подешавањем процеса термичке обраде. Генерално фина изометријска организација има пластичност, термичку стабилност и добру чврстоћу на замор; чврстоћа лома пузања, висока чврстоћа пузања и жилавост лома игличасте структуре; мешана изометријска и игличаста структура има добре укупне перформансе.

Легура титанијума има предности високе чврстоће, мале густине, добрих механичких својстава, добре жилавости, добре отпорности на корозију. Поред тога, перформансе процеса легуре титанијума су лоше, потешкоће у обради. Лако се апсорбује водоник, азот, угљеник и друге нечистоће током вруће обраде. А отпорност на хабање је лоша, процес производње је сложен. Индустријска производња титанијума почела је 1948. године, а развој ваздухопловне индустрије захтева да титанијумска индустрија расте просечном годишњом стопом од око 8%. Годишња производња материјала за обраду легура титанијума достигла је више од 4 тоне, произвела је скоро 30 разреда материјала од легура титанијума. Најраспрострањеније легуре титанијума су Ти-6Ал-4В (ТЦ4), Ти-5), Ал-2.5Сн (ТА7) и индустријски чисти титанијум (ТА1, ТА2 и ТА3).

Легуре титанијума се углавном користе у производњи делова компресора авионских мотора, а затим структурних делова за ракете, пројектиле и брзе авионе. средином-1960 титанијум и његове легуре су се користили у општој индустрији за производњу електрода за индустрију електролизе, кондензатора за електране, грејача за рафинерије нафте и десалинизације морске воде, као и за уређаје за контролу загађења животне средине, међу друге апликације. Титанијум и његове легуре су постали корозиони отпорни конструкцијски материјал. Поред тога, користи се и за производњу материјала за складиштење водоника и легуре са меморијом облика.

Кина је почела истраживање титанијума и легура титанијума 1956. године, а средином{1}}е легуре титанијума су индустријализоване и произведене су легуре ТБ2.

Легура титанијума је нова врста важног структурног материјала који се користи у ваздухопловној индустрији, његова чврстоћа и однос температуре између алуминијума и челика, алуминијума, челика високе чврстоће, али такође има одличну отпорност на корозију и перформансе на ниским температурама. 1950, Сједињене Америчке Државе по први пут у Ф-84 ловцу-бомбардеру као топлотни штит за задњи део трупа, ветробранско стакло, поклопац репа и други неносиви делови. Шездесетих година прошлог века, Кеј је почео да користи делове од легуре титанијума од задњег дела трупа до средњег преноса трупа, и делимично замењује конструкцијски челик за производњу преграда, греда, закрилаца, клизача и других важних делова који носе оптерећење. Количина легуре титанијума која се користи у војним авионима брзо се повећавала, достижући 20% до 25% тежине структуре авиона. од 1970-их, цивилни авиони су почели да користе легуру титанијума у ​​великим количинама, као што је Боеинг 747 са садржајем титанијума више од 3640 килограма. Авиони са Маховим бројем већи од 2,5 углавном користе титанијум за замену челика како би смањили структурну тежину. На пример, амерички СР{14}} високобрзи извиђачки авион (лет Мах бр. 3, висина лета 26.212 метара), титанијум је чинио 93% тежине конструкције авиона, познато као авион од "све титанијума". Када се однос потиска и тежине авио-мотора повећао са 4 на 6 на 8 на 10, излазна температура компресора се повећала са 200 на 300 степени на 500 до 600 степени, оригинал направљен од алуминијумског диска и лопатице компресора ниског притиска мора бити легура титанијума, легура титанијума или нерђајући челик уместо диска и ножа компресора високог притиска. Да би се смањила тежина конструкције. 70-их година, количина легуре титанијума у ​​ваздухопловном мотору генерално је чинила 20% ~ 30% укупне тежине конструкције, која се углавном користила у производњи делова под притиском, као што су ковање титанијумских вентилатора и ваздушних дискова и лопатица под притиском, ливење титанијума свемирске летелице које се углавном користе за производњу разних легура титанијума високе чврстоће, отпорности на корозију, отпорности на ниске температуре за производњу разних посуда под притиском, резервоара за гориво, причвршћивача, завоја, оквира инструмената и ракетних шкољки. Главна употреба легуре титанијума је производња разних посуда под притиском, резервоара за гориво, причвршћивача, завоја, оквира инструмената и кућишта ракета. Вештачки сателити Земље, модул за слетање на Месец, свемирски брод са посадом и спејс шатл такође користе делове за заваривање плоча од легуре титанијума.