เกรดโลหะผสมไทเทเนียม: ภาพรวมของสี่ประเภทหลัก

ตามวรรณกรรมมีเกรดโลหะผสมไทเทเนียมมากกว่า 100 เกรด แต่มีเพียงไม่กี่เกรดเท่านั้นที่ใช้ในอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม เกรดเหล่านี้จำได้ยาก ดังนั้นนักโลหะวิทยาจึงจำแนกเกรดเหล่านี้ตามโครงสร้างจุลภาค

การจำแนกโลหะผสมไทเทเนียม
ตามการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างจุลภาค โลหะผสมไทเทเนียมแบ่งออกเป็นสี่ประเภท: ประเภท - ประเภทใกล้- - ประเภท + - และโลหะผสมไทเทเนียมประเภท -

ไทเทเนียมบริสุทธิ์ผ่านการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างผลึกที่ประมาณ 882 องศา ที่อุณหภูมิต่ำกว่านี้ ไทเทเนียมมีโครงสร้างอัดแน่น-หกเหลี่ยม (HCP) หรือที่เรียกว่าเฟส ที่อุณหภูมิสูงขึ้น มันจะแปลงร่างเป็นโครงสร้างลูกบาศก์ศูนย์กลาง (BCC)- ที่เรียกว่าเฟส องค์ประกอบโลหะผสมส่งผลต่อเนื้อหาของเฟสหรือที่อุณหภูมิห้อง โดยทั่วไปแล้ว อลูมิเนียม ออกซิเจน และไนโตรเจนจะทำให้เฟสคงที่ ในขณะที่องค์ประกอบ เช่น วานาเดียม โมลิบดีนัม โครเมียม และไนโอเบียม มีแนวโน้มที่จะทำให้เฟสคงที่ ส่งผลให้เกิดซีรีย์โลหะผสมไทเทเนียมหลัก นอกจากนี้เรายังสามารถเข้าใจการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างทั่วไปได้ดังต่อไปนี้: → ใกล้- → + → ด้วยการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเหล่านี้ คุณสมบัติต่างๆ เช่น ความแข็งแรง ความเหนียว ความต้านทานความร้อน การขึ้นรูป และการตอบสนองต่อการบำบัดความร้อนก็เปลี่ยนไปเช่นกัน

โลหะผสมไทเทเนียม

โลหะผสมที่เห็นทั่วไป TA0, TA1, TA2, TA3, TA7, TA9 และ TA10 เป็นโลหะผสมไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมที่ค่อนข้างธรรมดา นอกจากนี้ยังใช้ในงานที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนสูงเป็นพิเศษ โลหะผสมเหล่านี้ไม่ได้ถูกเลือกเนื่องจากมีความแข็งแรงสูงมาก ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม การเชื่อมที่ดี และความสามารถในการแปรรูปที่ค่อนข้างดีเป็นข้อดีของพวกเขา ดังนั้นจึงมักใช้ในอุปกรณ์เคมี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ระบบท่อ อุปกรณ์ปิโตรเคมี อุปกรณ์คลอร์-อัลคาไล และระบบบำบัดน้ำ สำหรับอุปกรณ์ที่สัมผัสกับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ความต้านทานแรงดึงสูงมีข้อได้เปรียบน้อยกว่าความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียม

โลหะผสมไทเทเนียมใกล้-

โลหะผสมใกล้- ส่วนใหญ่ประกอบด้วยเฟส โดยมีเฟสจำนวนเล็กน้อย เกรดได้แก่ TA11, TA15, TA13 และ TA19 เมื่อเปรียบเทียบกับโลหะผสมทั่วไป วัสดุเหล่านี้มีความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง-และต้านทานการคืบคลานได้เหนือกว่า โดยทั่วไปจะใช้ในโครงสร้างการบินและอวกาศและส่วนประกอบที่เกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์- ตัวอย่างเช่น TA15 หรือที่เรียกว่า BT20 และ TA19 ซึ่งสอดคล้องกับ Ti-6242S ให้ประสิทธิภาพที่ดีขึ้น คุณสมบัติของพวกเขาช่วยเพิ่มความแข็งแรงของไทเทเนียมที่อุณหภูมิห้องในขณะที่ยังคงรักษาประสิทธิภาพไว้เป็นระยะเวลานานที่อุณหภูมิสูง

+ โลหะผสมไทเทเนียม

ประเภทโลหะผสมที่พบมากที่สุด ได้แก่ TC1, TC4, TC6, TC10 และ TC11 เราจะมุ่งเน้นไปที่ TC4 เนื่องจากเป็นอัลลอยด์ที่มีการศึกษาอย่างกว้างขวางที่สุด -ใช้นานที่สุด -มีประสิทธิภาพดีที่สุด และใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด สูตรทางเคมีของ TC4 คือ Ti-6Al-4V และเป็นที่รู้จักในระดับสากลในชื่อไทเทเนียมเกรด 5 ส่วนประกอบประกอบด้วยอลูมิเนียมประมาณ 6% และวานาเดียม 4%

+ โลหะผสมไทเทเนียมอาจเป็นเรื่องท้าทายในการเชื่อมและเครื่องจักรมากกว่า ประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยกระบวนการตัดเฉือน การรักษาความร้อน และสภาพของวัสดุ. + โลหะผสมไทเทเนียมอาจมีความท้าทายมากขึ้นในการเชื่อมและตัดเฉือน

โลหะผสมไทเทเนียม

โลหะผสมไทเทเนียมมีสัดส่วนที่สูงกว่าของ -องค์ประกอบที่ทำให้เสถียร ตัวอย่างเช่น TB2, เบต้า C และโลหะผสมที่สามารถแพร่กระจายได้อื่นๆ ลักษณะเด่นของวัสดุเหล่านี้คือความสามารถในการขึ้นรูปได้ ในสถานะที่ได้รับการบำบัด- โลหะผสมบางชนิดจะมีรูปแบบค่อนข้างเย็น-ได้ง่าย ความแข็งแรงของพวกมันจะดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัดหลังจากอายุมากขึ้น สำหรับบางเกรด ความต้านทานแรงดึงอาจสูงถึงประมาณ 1300–1400 MPa ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ เทคโนโลยีการประมวลผล และการบำบัดความร้อน สิ่งนี้ทำให้โลหะผสมไทเทเนียมมีความน่าสนใจในด้านต่างๆ เช่น สปริง ตัวยึด ส่วนประกอบการบินและอวกาศ และอุปกรณ์น้ำมันและก๊าซ โดยทั่วไปโลหะผสมจะมีราคาแพงกว่า และคุณสมบัติของพวกมันนั้นไวต่อเทคโนโลยีการประมวลผลและการบำบัดความร้อนมาก ไม่ใช่เพียงเวอร์ชัน "เสริมความแข็งแกร่ง" ของ TC4 เท่านั้น

การเลือกโลหะผสมไทเทเนียมที่เหมาะสมสำหรับอุตสาหกรรมของคุณ
เมื่อเลือกโลหะผสมไทเทเนียมที่เหมาะสม ปัจจัยต่างๆ เช่น ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีอาจทำให้โลหะผสมมีความเหมาะสมมากขึ้น สำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง- + โลหะผสม (เช่น TC4) ให้ความแข็งแรงและความเหนียวรวมกันที่ดี ทำให้โลหะผสมเหล่านี้กลายเป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้กันมากที่สุด โลหะผสมมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความแข็งแรงสูง การขึ้นรูปเย็น หรือคุณสมบัติการรักษาความร้อนจำเพาะ

ข้อควรระวังในการใช้โลหะผสมไทเทเนียม Xuze:

สภาพแวดล้อมสำหรับการใช้งาน

ความแข็งแกร่งที่จำเป็น

วิธีการประมวลผลและการขึ้นรูป

การเชื่อมและการรักษาความร้อน

งบประมาณต้นทุน

บทสรุป

จากนั้น คุณจะได้เรียนรู้ "หลักการแรก" ของการเลือกโลหะผสมไททาเนียม: หากต้องการความต้านทานการกัดกร่อนและความสามารถในการเชื่อมที่ดี ให้เลือก ; สำหรับการต้านทานอุณหภูมิสูง ให้เลือกใกล้- ; เพื่อประสิทธิภาพที่ครอบคลุม ให้เลือก + (TC4 เป็นตัวสำรอง) สำหรับการขึ้นรูปเย็นและความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษ- ให้เลือก