Selectarea aliajului de titan potrivit pentru aplicațiile industriale de temperatură ridicate - este o decizie critică de inginerie a materialelor care se află în centrul înțelegerii provocărilor extreme prezentate de condițiile solicitante ale temperaturilor ridicate și controlul exact al echilibrului delicat între performanță, proces și cost. În primul rând, trebuie să definim în mod clar domeniul de aplicare specific al „temperaturii ridicate”, deoarece aliaje diferite sunt utilizate în câmpuri foarte diferite. Pentru condițiile de lucru sub 350 de grade, aliajul universal și economic Ti - 6AL-4V (TC4) este adesea materialul preferat datorită bunurilor sale mecanice complete și a mașinăriei și este utilizat pe scară largă în ventilatoarele motorului aero, lamele frontale ale compresorului și diverse piese structurale. Cu toate acestea, atunci când temperatura urcă peste 350 de grade, rezistența aliajelor obișnuite de titan se va descompune dramatic și, mai important, vor exista fenomene de fluaj semnificative (deformarea lentă a plasticului materialului în timp sub stres și temperatură) și probleme de oxidare, moment în care centrul de gravitate trebuie să fie deplasat la aliajele apropiate de titan special concepute special pentru rezistența la temperatură ridicată.
Acest tip de aliaj este produsul unui design atent de către oamenii de știință din materiale, iar proprietățile sale de temperatură extrem de excepționale - nu sunt accidentale. Acestea întăresc matricea adăugând un conținut ridicat de aluminiu (Al), staniu (SN), zirconiu (ZR) și alte elemente stabile pentru a consolida matricea și a îmbunătăți rezistența termică. În același timp, au fost introduse o cantitate mică de molibden (MO), Niobium (NB) și alte elemente stabile pentru a optimiza stabilitatea microstructurii și a performanței de procesare. Cel mai important, adăugarea de cantități de urme de siliciu (SI) poate forma un silicid distribuit difuz care împiedică foarte mult mișcarea de dislocare, îmbunătățind astfel semnificativ rezistența la fluaj al aliajului, care este un factor decisiv pentru serviciul lor lung - în medii extreme de la 500 grade până la 600 grade. Internationally mature brands such as IMI in the UK 834 (Ti-5.8Al-4Sn-3.5Zr-0.7Nb-0.5Mo-0.35Si) and the American Ti-1100 (Ti-6Al-2.75Sn-4Zr-0.4Mo-0.45Si), as well as China's self-developed TA29 (Ti-5.5Al-3.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si), are benchmarks in this field, and they are preferentially used to manufacture discs for aero-engine high-pressure compressors , blades, and receivers, as these components are subjected to significant centrifugal stress and aerodynamic loads while being exposed to extremely high temperatures pentru perioade îndelungate de timp.
Alegerea finală este un sistem sistematic, multi -, procesul de optimizare obiectiv - proces. Inginerii trebuie să ia în considerare temperatura de funcționare specifică a componentei (fie că este vorba de temperatură continuă sau de vârf), tipul și mărimea încărcăturilor de stres la care este supus, durata de viață preconizată (în special viața de fluier) și cerințele solicitante pentru rezistența la oxidare, precum și dificultatea de forjare, sudare, prelucrare și alte procese ale aliajului în sine, precum și a materiei prime finale și a producției. De exemplu, IMI 834 sau aliajul său echivalent este aproape singura opțiune pentru lamele motorului care urmăresc rezistența extremă a fluierului, chiar dacă este costisitoare și dificil de procesat. Pentru unele părți structurale statice care funcționează la temperaturi moderate (cum ar fi 450 de grade - 500 grade) pentru o lungă perioadă de timp și necesită o performanță mai mare a oboselii, TI-6242 (TI-6AL-2SN-4ZR-2MO) poate fi o soluție mai economică. Prin urmare, pentru a alege cel mai potrivit aliaj de titan la temperatură ridicată, vă rugăm să contactațicatherine@hiriger.com.
