Entwicklungsfortschritt von Titanlegierungen
Die hervorragenden Eigenschaften von Titan und Titanlegierungen haben dazu geführt, dass die Menschheit sie dringend benötigt. Allerdings schränken die hohen Produktionskosten die Anwendung ein.
Trotz der Tatsache, dass Titanlegierungsteile solche vorherrschenden Eigenschaften aufweisen, ist es noch ein weiter Weg bis zur allumfassenden Verwendung von Titan und Legierungen. Zu den Gründen gehören zu hohe Kosten, schlechte Formbarkeit und schlechte Schweißausführung. Unabhängig davon, ob es sich um die zugrunde liegende Veredelung des Metalls oder die daraus resultierende Handhabung handelt, sind die Kosten für Titanamalgame viel höher als die anderer Metalle.
Angesichts der Weiterentwicklung von Titanlegierungen bis hin zur Endforminnovation und den aktuellen Fortschritten beim Schweißen, beispielsweise Elektronenwellenschweißen, Plasmabiegeschweißen und Laserschweißen, sind die Rahmen- und Schweißprobleme von Titanamalgamen derzeit nicht die Schlüsselvariablen, die den Einsatz von Titanamalgamen einschränken Titanlegierung. In letzter Zeit setzen Nationen auf außerordentliche Ausfallkosten und überlegene Ausführung von Titanamalgamen und bemühen sich, Titanlegierungen in den regulären modernen Bereich mit immensem Marktpotenzial zu bringen. Neue Fortschritte bei der Erforschung von Titanlegierungsmaterialien im In- und Ausland spiegeln sich vor allem in den begleitenden Standpunkten wider.
Hochtemperatur-Titanlegierung
In den letzten Jahren haben ausländische Länder die Technologie der schnellen Erstarrung/Pulvermetallurgie sowie faser- oder partikelverstärkte Verbundwerkstoffe eingeführt, um Titanlegierungen als Entwicklungsrichtung für Hochtemperatur-Titanlegierungen zu entwickeln, sodass die Einsatztemperatur von Titanlegierungen auf über 650 °C erhöht werden kann Grad . Die amerikanische McDonnell Douglas Company hat mithilfe der Schnellerstarrungs-/Pulvermetallurgie-Technologie erfolgreich eine hochreine Titanlegierung mit hoher Dichte entwickelt. Seine Festigkeit bei 760 Grad entspricht der Festigkeit derzeit verwendeter Titanlegierungen bei Raumtemperatur.
Titanlegierung auf Basis einer Titan-Aluminium-Verbindung
Im Vergleich zu allgemeinen Titanlegierungen sind die größten Vorteile von Titan-Aluminium-Verbindungen auf Basis der intermetallischen Verbindungen Natrium-Ti3Al (2) und TiAl () gute Hochtemperatureigenschaften (die maximalen Betriebstemperaturen liegen bei 816 bzw. 982 Grad), starke Oxidationsbeständigkeit, Gute Kriecheigenschaften und ein geringes Gewicht (die Dichte beträgt nur die Hälfte der von Superlegierungen auf Nickelbasis). Diese Vorteile machen es zum wettbewerbsfähigsten Material für zukünftige Flugzeugtriebwerke und Flugzeugstrukturteile.
Beta-Titanlegierung mit hoher Festigkeit und hoher Zähigkeit
Die Titanlegierung vom Typ - wurde erstmals Mitte der -1950er Jahre von der American Crucible Company als B120VCA-Legierung (Ti-13v-11Cr-3Al) entwickelt. -Typ-Titanlegierung hat gute Warm- und Kaltumformeigenschaften, ist leicht zu schmieden, kann gewalzt und geschweißt werden und kann durch Lösungsalterungsbehandlung hohe mechanische Eigenschaften, gute Umweltbeständigkeit und eine gute Kombination aus Festigkeit und Bruchzähigkeit erzielen. Die repräsentativsten neuen hochfesten und hochzähen Titanlegierungen sind wie folgt:
Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), diese Legierung hat äquivalente Eigenschaften wie der hochfeste Baustahl 30CrMnSiA, der üblicherweise in Flugzeugstrukturteilen verwendet wird, und verfügt über ausgezeichnete Schmiedeeigenschaften;
Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), die Kaltumformleistung dieser Legierung ist besser als die von industriellem Reintitan und die Zugfestigkeit bei Raumtemperatur Die Festigkeit nach dem Altern kann mehr als 1000 MPa erreichen.
21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), diese Legierung ist eine neue Art von oxidationsbeständiger, ultrahochfester Titanlegierung von der Timet Division der American Titanium Metal Company. Es verfügt über eine gute Oxidationsbeständigkeit sowie Heiß- und Kaltverarbeitungseigenschaften. Hervorragend, kann zu Folie mit einer Dicke von 0.064 mm verarbeitet werden;
Flammhemmende Titanlegierung
Herkömmliche Titanlegierungen neigen unter bestimmten Bedingungen zum Verbrennen, was ihre Einsatzmöglichkeiten stark einschränkt. Als Reaktion auf diese Situation haben verschiedene Länder Forschungen zu flammhemmenden Titanlegierungen durchgeführt und dabei gewisse Durchbrüche erzielt. Die in den USA entwickelte Legierung C ist eine flammhemmende Titanlegierung, die unempfindlich gegenüber anhaltender Verbrennung ist und im F119-Motor verwendet wurde. BTT-1 und BTT-3 sind flammhemmende Titanlegierungen, die in Russland entwickelt wurden. Es handelt sich bei beiden um Ti-Cu-Al-Legierungen. Sie weisen eine sehr gute Leistung bei der thermischen Verformung auf und können zu komplexen Teilen verarbeitet werden.
Medizinische Titanlegierung
Titan ist ungefährlich, leicht, hochfest und weist eine unglaubliche Biokompatibilität auf. Es ist ein optimales klinisches Metallmaterial und kann als in den menschlichen Körper eingebettete Einsätze verwendet werden. Derzeit wird Ti-6Al-4v ELI-Amalgam im klinischen Bereich immer noch häufig eingesetzt. Allerdings führt die letzte Option zu einer Beschleunigung winziger Mengen an Vanadium- und Aluminiumpartikeln, was die Vielseitigkeit der Zellen verringert und den menschlichen Körper schädigen kann. Dieses Thema hat bereits in der klinischen Praxis weitreichende Aufmerksamkeit erregt. Bereits Mitte der 40er Jahre begannen die USA mit der Förderung biokompatibler Aluminium-Titanlegierungen ohne Vanadium für die Muskelgesundheit. Auch Japan, das Vereinigte Königreich usw. haben in diesem Bereich umfangreiche Forschungsarbeit geleistet und einige neue Fortschritte erzielt. haben hier ebenfalls eine Menge Erkundungsarbeiten durchgeführt und neue Fortschritte erzielt. Es wird geschätzt, dass in naher Zukunft die Lutitanlegierung, die eine hohe Festigkeit, einen niedrigen Elastizitätsmodul, eine ausgezeichnete Formbarkeit und Korrosionsbeständigkeit aufweist, wahrscheinlich die derzeit weit verbreitete Ti-6Al-4V ELI-Legierung ersetzen wird im medizinischen Bereich.
