Titanlegierungssorten: Ein Überblick über vier Haupttypen

Laut Literatur gibt es über 100 Titanlegierungssorten, aber nur etwa ein Dutzend werden tatsächlich industriell verwendet. Da es jedoch schwierig ist, sich diese Qualitäten genau zu merken, klassifizieren Metallurgen sie nach ihrer Mikrostruktur.

Klassifizierung von Titanlegierungen
Basierend auf Veränderungen in der Mikrostruktur werden Titanlegierungen in vier Typen eingeteilt: Titanlegierungen vom --Typ, nahezu - --Typ, + --Typ und --Typ.

Reines Titan erfährt bei etwa 882 Grad eine Kristallstrukturänderung. Unterhalb dieser Temperatur weist Titan eine hexagonal dicht gepackte (HCP) Struktur auf, die als Phase bezeichnet wird. Bei höheren Temperaturen wandelt es sich in eine kubisch raumzentrierte (BCC) Struktur um, die als Phase bezeichnet wird. Legierungselemente beeinflussen den Gehalt der Phase oder bei Raumtemperatur. Aluminium, Sauerstoff und Stickstoff stabilisieren typischerweise die Phase, während Elemente wie Vanadium, Molybdän, Chrom und Niob dazu neigen, die Phase zu stabilisieren, was zur Hauptlegierungsreihe von Titan führt. Wir können die allgemeinen Strukturänderungen auch wie folgt verstehen: → near- → + → . Mit diesen Strukturveränderungen ändern sich auch Eigenschaften wie Festigkeit, Duktilität, Wärmebeständigkeit, Formbarkeit und Reaktion auf die Wärmebehandlung.

Titanlegierungen

Die häufig vorkommenden Legierungen TA0, TA1, TA2, TA3, TA7, TA9 und TA10 sind relativ häufige industrielle Reintitanlegierungen, die auch in Anwendungen verwendet werden, die eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit erfordern. Diese Legierungen werden nicht wegen ihrer extrem hohen Festigkeit ausgewählt; Ihre ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, gute Schweißbarkeit und relativ gute Bearbeitbarkeit sind ihre Vorteile. Daher werden sie häufig in chemischen Anlagen, Wärmetauschern, Rohrleitungssystemen, petrochemischen Anlagen, Chloralkalianlagen und Wasseraufbereitungssystemen eingesetzt. Bei Geräten, die korrosiven Medien ausgesetzt sind, ist eine hohe Zugfestigkeit weniger vorteilhaft als die Korrosionsbeständigkeit von Titan.

Nahezu- Titanlegierungen

Near--Legierungen bestehen hauptsächlich aus der Phase und enthalten eine kleine Menge der Phase. Zu den Klassen gehören TA11, TA15, TA13 und TA19. Im Vergleich zu gewöhnlichen Legierungen weisen diese Materialien eine überlegene Hochtemperaturfestigkeit und Kriechfestigkeit auf. Diese werden häufig in Luft- und Raumfahrtstrukturen und Triebwerkskomponenten verwendet. Beispielsweise bieten TA15, auch bekannt als BT20, und TA19, entsprechend Ti-6242S, eine verbesserte Leistung. Ihre Eigenschaften erhöhen die Festigkeit von Titan bei Raumtemperatur und behalten gleichzeitig seine Leistung über längere Zeiträume bei hohen Temperaturen bei.

+ Titanlegierungen

Zu den gebräuchlichsten Legierungstypen gehören TC1, TC4, TC6, TC10 und TC11. Wir werden uns auf TC4 konzentrieren, da es sich um die am umfassendsten untersuchte, am längsten {{6}verwendete, leistungsstärkste- und am weitesten verbreitete Legierung handelt. Die chemische Formel von TC4 lautet Ti-6Al-4V und es ist international als Titan der Güteklasse 5 bekannt. Seine Zusammensetzung umfasst etwa 6 % Aluminium und 4 % Vanadium.

+ Titanlegierungen können schwieriger zu schweißen und zu bearbeiten sein. Die endgültige Leistung wird größtenteils durch den Bearbeitungsprozess, die Wärmebehandlung und den Materialzustand bestimmt. . + Titanlegierungen können schwieriger zu schweißen und zu bearbeiten sein.

Titanlegierungen

Titanlegierungen enthalten einen höheren Anteil an -stabilisierenden Elementen. Zum Beispiel TB2, Beta C und andere metastabile Legierungen. Ein bemerkenswertes Merkmal dieser Materialien ist ihre Formbarkeit. Im lösungsbehandelten Zustand lassen sich einige Legierungen relativ leicht kalt-umformen. Ihre Festigkeit kann nach der Alterung deutlich verbessert werden. Bei einigen Sorten kann die Zugfestigkeit je nach Zusammensetzung, Verarbeitungstechnologie und Wärmebehandlung etwa 1300–1400 MPa erreichen. Dies macht Titanlegierungen in Bereichen wie Federn, Verbindungselementen, Luft- und Raumfahrtkomponenten sowie Öl- und Gasausrüstung attraktiv. Legierungen sind im Allgemeinen teurer und ihre Eigenschaften hängen sehr empfindlich von der Verarbeitungstechnologie und Wärmebehandlung ab. Es handelt sich nicht einfach um „verstärkte“ Versionen von TC4.

Auswahl der richtigen Titanlegierung für Ihre Branche
Bei der Auswahl einer geeigneten Titanlegierung können Faktoren wie eine gute Korrosionsbeständigkeit dazu führen, dass Legierungen besser geeignet sind. Für Hochtemperaturanwendungen bieten +-Legierungen (wie TC4) eine gute Kombination aus Festigkeit und Zähigkeit und sind damit die am häufigsten verwendeten Titanlegierungen. Legierungen sind besonders wichtig für hohe Festigkeit, Kaltumformbarkeit oder spezifische Wärmebehandlungseigenschaften.

Vorsichtsmaßnahmen für die Verwendung von Xuze-Titanlegierungen:

Umgebung für den Einsatz

Erforderliche Stärke

Verarbeitungs- und Umformmethoden

Schweißen und Wärmebehandlung

Kostenbudget

Abschluss

Sie beherrschen dann die „ersten Prinzipien“ der Titanlegierungsauswahl: Für Korrosionsbeständigkeit und gute Schweißbarkeit wählen Sie ; für hohe Temperaturbeständigkeit wählen Sie near- ; Für umfassende Leistung wählen Sie + (TC4 als Backup); für Kaltumformung und ultra-hohe Festigkeit, wählen Sie