דרגות סגסוגת טיטניום: סקירה של ארבעה סוגים עיקריים

ישנן למעלה מ-100 דרגות סגסוגת טיטניום על פי הספרות, אך רק תריסר או כך משמשים באופן תעשייתי. עם זאת, קשה לזכור ציונים אלה בבירור, ולכן מטלורגים מסווגים אותם לפי מבנה המיקרו שלהם.

סיווג סגסוגת טיטניום
בהתבסס על שינויים במבנה המיקרו, סגסוגות טיטניום מסווגות לארבעה סוגים: -סוג, סוג קרוב- -, סוג + - וסוג -טיטניום.

טיטניום טהור עובר שינוי במבנה הגבישי בכ-882 מעלות. מתחת לטמפרטורה זו, לטיטניום יש מבנה משושה-דחוס (HCP), המכונה פאזה. בטמפרטורות גבוהות יותר, הוא הופך למבנה-מעוקב (BCC) בגוף, המכונה הפאזה. אלמנטים סגסוגת משפיעים על התוכן של הפאזה או בטמפרטורת החדר. אלומיניום, חמצן וחנקן בדרך כלל מייצבים את הפאזה, בעוד שאלמנטים כמו ונדיום, מוליבדן, כרום וניוביום נוטים לייצב את הפאזה, מה שמוביל לסדרת סגסוגת הטיטניום העיקרית. אנו יכולים גם להבין את השינויים המבניים הכלליים כדלקמן: → ליד- → + → . עם שינויים מבניים אלו, משתנות גם תכונות כמו חוזק, משיכות, עמידות בחום, יכולת צורה ותגובת טיפול בחום.

סגסוגות טיטניום

הסגסוגות הנפוצות TA0, TA1, TA2, TA3, TA7, TA9 ו-TA10 הן סגסוגות טיטניום טהור תעשייתיות נפוצות יחסית, המשמשות גם ביישומים הדורשים עמידות גבוהה במיוחד בפני קורוזיה. סגסוגות אלו אינן נבחרות בשל חוזקן הגבוה במיוחד; עמידותם המצוינת בפני קורוזיה, יכולת הריתוך הטובה ויכולת העיבוד הטובה יחסית שלהם הם היתרונות שלהם. לכן, הם נמצאים בשימוש נפוץ בציוד כימי, מחליפי חום, מערכות צנרת, ציוד פטרוכימי, ציוד כלור-אלקלי ומערכות לטיפול במים. עבור ציוד החשוף למדיה קורוזיבית, חוזק מתיחה גבוה פחות מועיל מאשר עמידות בפני קורוזיה של טיטניום.

ליד- סגסוגות טיטניום

סגסוגות ליד- מורכבות בעיקר מהפאזה, המכילות כמות קטנה מהפאזה. הציונים כוללים ת"א 11, ת"א 15, ת"א 13 ות"א 19. בהשוואה לסגסוגות רגילות, חומרים אלו מציגים חוזק מעולה בטמפרטורה- ועמידות בפני זחילה. אלה נמצאים בשימוש נפוץ במבני תעופה וחלל ורכיבים הקשורים למנועים-. לדוגמה, TA15, הידוע גם בשם BT20, ו-TA19, המקביל ל-Ti-6242S, מציעים ביצועים משופרים. תכונותיהם משפרות את חוזק הטיטניום בטמפרטורת החדר תוך שמירה על ביצועיו לאורך תקופות ממושכות בטמפרטורות גבוהות.

+ סגסוגות טיטניום

סוגי הסגסוגת הנפוצים ביותר כוללים את TC1, TC4, TC6, TC10 ו-TC11. אנו נתמקד ב-TC4, מכיוון שהיא הסגסוגת הנחקרת ביותר,-המשומשת ביותר, בעלת הביצועים-הטובים ביותר והמיושמת ביותר. הנוסחה הכימית של TC4 היא Ti-6Al-4V, והיא ידועה בעולם בשם טיטניום דרגה 5. הרכבו כולל כ-6% אלומיניום ו-4% ונדיום.

+ סגסוגות טיטניום יכולות להיות מאתגרות יותר לריתוך ולמכונה. הביצועים הסופיים נקבעים במידה רבה על ידי תהליך העיבוד, הטיפול בחום ומצב החומר. + סגסוגות טיטניום יכולות להיות מאתגרות יותר לריתוך ולעיבוד.

סגסוגות טיטניום

סגסוגות טיטניום מכילות שיעור גבוה יותר של -אלמנטים מייצבים. לדוגמה, TB2, Beta C וסגסוגות מט-יציבות אחרות. מאפיין בולט של חומרים אלה הוא יכולת הצורה שלהם. במצב-הטיפול בתמיסה, חלק מהסגסוגות קלות יחסית לצורה-. החוזק שלהם יכול להשתפר משמעותית לאחר ההזדקנות. עבור דרגות מסוימות, חוזק המתיחה יכול להגיע סביב 1300-1400 MPa, תלוי בהרכב, טכנולוגיית עיבוד וטיפול בחום. זה הופך סגסוגות טיטניום לאטרקטיביות בתחומים כמו קפיצים, מחברים, רכיבי תעופה וחלל וציוד נפט וגז. סגסוגות בדרך כלל יקרות יותר, ותכונותיהן רגישות מאוד לטכנולוגיית עיבוד ולטיפול בחום. הן אינן פשוט גרסאות "מחוזקות" של TC4.

בחירת סגסוגת הטיטניום המתאימה לתעשייה שלך
בעת בחירת סגסוגת טיטניום מתאימה, גורמים כגון עמידות טובה בפני קורוזיה עשויים להפוך את הסגסוגות למתאימות יותר. עבור יישומים בטמפרטורה גבוהה-, סגסוגות + (כגון TC4) מציעות חוזק וקשיחות משולבים טובים, מה שהופך אותן לסגסוגות הטיטניום הנפוצות ביותר. סגסוגות חשובות במיוחד לחוזק גבוה, יכולת צורה קרה או תכונות טיפול בחום ספציפיות.

אמצעי זהירות לשימוש בסגסוגות טיטניום Xuze:

סביבה לשימוש

כוח נדרש

שיטות עיבוד וגיבוש

ריתוך וטיפול בחום

תקציב עלויות

מַסְקָנָה

לאחר מכן תשלוט ב"עקרונות הראשונים" של בחירת סגסוגת טיטניום: לעמידות בפני קורוזיה ויכולת ריתוך טובה, בחר ; עבור עמידות בטמפרטורה גבוהה, בחר ליד- ; לביצועים מקיפים, בחר + (TC4 כגיבוי); עבור יצירה קרה וחוזק במיוחד-, בחר