Ανάλυση ιδιοτήτων εφελκυσμού και σημείου τήξης του κράματος titanium TA18

Τα κράματα τιτανίου αγαπούνται ως σημαντικό υλικό στη σύγχρονη βιομηχανία λόγω των εξαιρετικών περιεκτικών ιδιοτήτων τους. Το κράμα τιτανίου TA18 (μια παραλλαγή του κράματος TC4) έχει γίνει ένα πολύ σημαντικό υλικό για την έρευνα, όπως χρησιμοποιείται ευρέως στην αεροδιαστημική, χημική και ναυπηγική βιομηχανία. Εδώ, θα διεξάγουμε μια εις βάθος ανάλυση των ιδιοτήτων εφελκυσμού και το σημείο τήξης του κράματος τιτανίου TA18.

1. Σύνθεση και χαρακτηριστικά του κράματος τιτανίου TA18

Τα κύρια συστατικά του κράματος τιτανίου TA18 είναι το τιτάνιο (TI), το αλουμίνιο (AL) και το βαναδικό (V). Η κύρια χημική του σύνθεση είναι:

Ti: 89 0%-90. 5%

AL: 5,5%-6. 8%

V:3.5%-4.5%

Το τιτάνιο παίζει ηγετικό ρόλο και η προσθήκη αλουμινίου και βαναδίου βελτιώνει σημαντικά τη συγκεκριμένη ισχύ του κράματος διατηρώντας παράλληλα εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και χαμηλή πυκνότητα. Το TA18 ανήκει στο κράμα τιτανίου τύπου και η μικροδομή δύο φάσεων του επιτρέπει να διατηρεί το ελαφρύ βάρος, την υψηλή αντοχή και την καλή αντοχή στη θερμότητα, καθιστώντας την κατάλληλη για υψηλές θερμοκρασίες και σοβαρές συνθήκες.

2. TA18 κράμα τιτανίου με εξαιρετική πλαστικότητα

Αντοχή σε εφελκυσμό

Η ικανότητα του υλικού να μέτρησε την αντοχή σε εφελκυσμό, να αντισταθεί στην πίεση εφελκυσμού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θραύσης. Η αντοχή σε εφελκυσμό του κράματος τιτανίου TA18 είναι στενά συνδεδεμένη με την κατάσταση και τη διαδικασία θερμικής επεξεργασίας. Γενικά, στην ανόπτηση, η αντοχή εφελκυσμού του κράματος TA18:

Αντοχή σε εφελκυσμό (σB): {{0}} MPa, αντοχή αποδόσεων (σ0.2): 825-860 MPa, τελική αναλογία τεντώματος (δ): μεγαλύτερη ή ίση με 10%

Η θερμική επεξεργασία μπορεί να βελτιώσει τη μικροδομή και τη σύνθεση φάσης, ενισχύοντας έτσι τις μηχανικές του ιδιότητες. Μετά από κατάλληλη θερμική επεξεργασία, η αντοχή σε εφελκυσμό μπορεί να υπερβεί ακόμη και τα 950 MPa.

Παράγοντες επιρροής

Η απόδοση τέντωμα επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες, με τους κύριους να είναι:

Διαδικασία θερμικής επεξεργασίας: Οι μέθοδοι θερμικής επεξεργασίας για το κράμα τιτανίου TA18 διαφέρουν, οδηγώντας σε αλλαγές στον λόγο και την κατανομή και τις φάσεις, οι οποίες με τη σειρά τους επηρεάζουν την απόδοση του τέντωμα. Για παράδειγμα, οι θεραπείες σβέσης και γήρανσης μπορούν να ενισχύσουν σημαντικά την αντοχή σε εφελκυσμό.

Θερμοκρασία: Όταν η θερμοκρασία αυξάνεται, η ισχύς του κράματος τιτανίου TA18 θα μειωθεί. Γενικά, οι μηχανικές του ιδιότητες δεν αλλάζουν σημαντικά κάτω από 200 βαθμούς, αλλά η δύναμη αρχίζει να μειώνεται αισθητά μετά την υπερβολή των 400 βαθμών.

Τεχνολογία επεξεργασίας: Διαφορετικές διαδικασίες ψυχρής εργασίας (όπως σχέδιο, εξώθηση, κύλιση) θα επηρεάσουν το μέγεθος των κόκκων και την κατανομή φάσης του κράματος, επηρεάζοντας έτσι την αντοχή σε εφελκυσμό.

3. Σημείο τήξης του κράματος τιτανίου TA18

Ανάλυση σημείων τήξης

Το σημείο τήξης του κράματος τιτανίου TA18 επηρεάζεται κυρίως από τη σύνθεσή του. Το σημείο τήξης του τιτανίου είναι 1670 βαθμούς, ενώ τα σημεία τήξης του αλουμινίου και του βαναδίου είναι 660 βαθμοί και 1910 βαθμούς, αντίστοιχα. Λόγω της προσθήκης αλουμινίου και βαναδίου, το σημείο τήξης του κράματος τιτανίου TA18 είναι ελαφρώς χαμηλότερο από αυτό του καθαρού τιτανίου, αλλά εξακολουθεί να διατηρεί υψηλό επίπεδο, με βαθμό τήξης περίπου 1600 μοιρών {{6}. Αυτό το σημείο τήξης επιτρέπει στο κράμα τιτανίου TA18 να παραμείνει σταθερό σε υψηλότερες θερμοκρασίες λειτουργίας και δεν είναι επιρρεπής σε θερμική αστάθεια.

Σημείο τήξης και εφαρμογή

Το υψηλό σημείο τήξης κάνει το κράμα τιτανίου TA18 που χρησιμοποιείται σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας ευρέως, ειδικά στο πεδίο της αεροδιαστημικής. Το κράμα πρέπει να αντέχει την εξάτμιση του κινητήρα υψηλής θερμοκρασίας και την οξείδωση υψηλής θερμοκρασίας σε ακραία περιβάλλοντα. Η καλή αντοχή της διάβρωσης καθιστά την αντίσταση οξείδωσης σε υψηλές θερμοκρασίες ιδιαίτερα εμφανή. Αντίθετα, ορισμένα άλλα μέταλλα, όπως κράματα αλουμινίου και κράματα μαγνησίου, μπορούν εύκολα να μαλακώσουν ή να χάσουν αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, έτσι το κράμα τιτανίου TA18 έχει προφανή πλεονεκτήματα σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή στη θερμοκρασία.

4. TA18 κράμα τιτανίου με ιδιότητες θερμικής επέκτασης

Επιπλέον, το σημείο τήξης, οι ιδιότητες εφελκυσμού και ο συντελεστής θερμικής επέκτασης είναι επίσης σημαντικές παράμετροι που επηρεάζουν τη διάρκεια ζωής του κράματος. Ο συντελεστής γραμμικής θερμικής διαστολής () του κράματος τιτανίου TA18 είναι 8,8 × 10\/ βαθμός, το οποίο ανήκει στο χαμηλότερο επίπεδο μεταλλικών υλικών. Ένας χαμηλός συντελεστής θερμικής διαστολής βοηθά στη μείωση της θερμικής καταπόνησης, καθιστώντας το μέταλλο λιγότερο επιρρεπή σε παραμόρφωση και κάταγμα κατά τη διάρκεια επαναλαμβανόμενων θερμικών κύκλων, που είναι ο λόγος για τον οποίο ο χρυσός χρησιμοποιείται σε πεδία υψηλής θερμοκρασίας.

Αντίσταση αντοχής TA18 κράμα τιτανίου

Η αντίσταση ερπυσμού αναφέρεται στην ικανότητα του υλικού να διατηρεί την παραμόρφωση για μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς να σπάσει κάτω από υψηλές θερμοκρασίες και πιέσεις. Το κράμα τιτανίου TA18 έχει καλή αντίσταση ερπυσμού, ειδικά πάνω από 200 βαθμούς -400 βαθμό σε μεσαίες και υψηλές θερμοκρασίες. Τα πειραματικά δεδομένα δείχνουν ότι ο ρυθμός ερπυσμού του κράματος τιτανίου TA18 σε 300 βαθμούς είναι πολύ χαμηλότερος από αυτόν των κοινώς χρησιμοποιούμενων κραμάτων αλουμινίου και κράματος μαγνησίου, καθιστώντας το ευρέως χρησιμοποιούμενο σε εξαρτήματα όπως οι λεπίδες κινητήρα και στροβίλων, τα οποία πρέπει να αντέξουν σε υψηλές θερμοκρασίες για μεγάλο χρονικό διάστημα.

Συνοπτικά, το κράμα τιτανίου TA18 έχει μοναδικές ιδιότητες και ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.Η επιλογή της σωστής κατάστασης τιτανίου εξαρτάται από τις συγκεκριμένες απαιτήσεις της εφαρμογής και τις επακόλουθες απαιτήσεις επεξεργασίας.