Origen de los grados de titanio y aleaciones de titanio
Las principales características y usos de los grados son ejemplos del método de yodo titanio TAD Este es titanio de alta pureza obtenido por el método de yoduro, por lo que se llama método de yodo titanio, o titanio químicamente puro. Sin embargo, todavía hay oxígeno, nitrógeno, carbono, tales elementos de impureza intersticial, que tienen una gran influencia en las propiedades mecánicas del titanio puro. A medida que aumenta la pureza del titanio, la resistencia y la dureza del titanio disminuyen significativamente. Por lo tanto, las características son: la estabilidad química es muy buena, pero la resistencia es muy baja. Debido a la baja resistencia del titanio de alta pureza, su aplicación como material estructural es de poca importancia, por lo que rara vez se utiliza en la industria. En la actualidad, el titanio puro industrial y las aleaciones de titanio son ampliamente utilizados en la industria.
Titanio puro industrial
La diferencia entre el titanio puro industrial TA1 TA2 TA3 y el titanio puro químico es que contiene más oxígeno, nitrógeno, carbono y varios otros elementos de impureza (como hierro, silicio, etc.), y es esencialmente un bajo contenido de aleación de titanio. aleación. En comparación con el titanio químicamente puro, su resistencia mejora considerablemente debido a la inclusión de más elementos de impureza. Sus propiedades mecánicas y químicas son similares a las del acero inoxidable (pero en comparación con las aleaciones de titanio, su resistencia es aún menor).
Las características del titanio puro industrial son: baja resistencia, buena plasticidad, fácil procesamiento y conformado, buen estampado, soldadura y rendimiento de corte; bueno en atmósfera, agua de mar, cloro húmedo y medios oxidantes, neutros y débilmente reductores. La resistencia a la corrosión y la resistencia a la oxidación son mejores que las de la mayoría de los aceros inoxidables austeníticos. La resistencia al calor es pobre y la temperatura de servicio no es demasiado alta.
El titanio puro industrial se divide en tres grados: TA1, TA2 y TA3 según su contenido de impurezas. Los elementos de impureza intersticial de estos tres tipos de titanio puro industrial aumentan gradualmente, por lo que su resistencia mecánica y dureza también aumentan gradualmente, pero su plasticidad y tenacidad disminuyen en consecuencia.
El titanio puro comúnmente utilizado en la industria es TA2, que causa una resistencia moderada a la corrosión y propiedades mecánicas integrales. TA3 se puede utilizar cuando se requieren requisitos más altos sobre resistencia a la corrosión y resistencia. Para una mejor conformabilidad, se puede utilizar TA1.
(1) Se utiliza principalmente para estampar piezas y piezas estructurales resistentes a la corrosión con una temperatura de trabajo inferior a 360 grados y baja tensión, pero que requieren una alta plasticidad, como: esqueleto y piel de aeronave, accesorios de motor, tuberías resistentes a la corrosión del agua de mar, válvulas, etc. para barcos. Bomba. Piezas del sistema de desalinización de agua de mar, intercambiadores de calor químicos, bombas, torres de destilación, refrigeradores, agitadores, tee, impulsor, piezas sólidas, bombas de iones, válvulas de compresor y pistones de motor diesel, bielas, ballestas Wait.
(2) TA1 y TA2 tienen una buena tenacidad a bajas temperaturas y una alta resistencia a bajas temperaturas cuando el contenido de hierro es de 0.095%, el contenido de oxígeno es de 0.08%, el contenido de hidrógeno es de 0.0009% y el contenido de nitrógeno es de 0.0062%, y se pueden usar como -259 ° C Los siguientes materiales estructurales de baja temperatura.
α Aleación de titanio
Las aleaciones como TA4 tienen un estado monofásico de tipo α a temperatura ambiente y temperatura de servicio, y no pueden fortalecerse mediante tratamiento térmico (la persecución es el único método de tratamiento), confiando principalmente en el fortalecimiento de la solución sólida. La resistencia a temperatura ambiente es generalmente más baja que la de las aleaciones de titanio tipo β y tipo α + β (pero más alta que el titanio puro industrial), mientras que la resistencia y la transformación a alta temperatura (500 ° C - 600 ° C) son las más altas entre los tres tipos de aleaciones de titanio. , y la estructura es estable, la resistencia a la oxidación y el rendimiento de soldadura son buenos, la resistencia a la corrosión y la maquinabilidad también son buenas, pero la plasticidad es baja (el termoplástico sigue siendo bueno) y el rendimiento de estampado a temperatura ambiente es pobre. Entre ellos, el más utilizado es el TA7, que tiene una resistencia moderada y suficiente plasticidad en el estado recocido, y tiene un buen rendimiento de soldadura. Se puede utilizar por debajo de 500°C. Cuando el contenido de elementos de impureza intersticial (oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, etc.) es extremadamente bajo, tiene buena tenacidad y propiedades mecánicas integrales a temperatura ultrabaja, y es una de las excelentes aleaciones de temperatura ultrabaja.
La resistencia a la tracción es ligeramente superior a la del titanio puro industrial, y se puede utilizar como material estructural en el rango de resistencia media. El alambre de soldadura se utiliza principalmente en China. TA5 TA6 se utiliza para piezas y piezas soldadas que funcionan en medios corrosivos por debajo de 400 ° C, como pieles de aeronaves, piezas de esqueletos, carcasas de compresores, palas, piezas de barcos, etc. Las piezas estructurales y varias forjas de troqueles que funcionan durante mucho tiempo por debajo de TA7500 ° C pueden alcanzar los 900 ° C en poco tiempo. También se puede utilizar como piezas de temperatura ultrabaja (-233 ° C) (como contenedores para temperatura ultra baja).
Las piezas de trabajo a largo plazo TA8500 °C se pueden utilizar para fabricar discos y palas del compresor del motor. Las aleaciones de nitrógeno tienen una estabilidad de calificación deficiente. Hay ciertas restricciones de uso.
β Aleación de titanio
Los principales elementos de aleación de aleaciones como TB2 son elementos estabilizadores de β como el molibdeno, el cromo y el vanadio. Es fácil retener la alta temperatura β fase a temperatura ambiente durante la normalización o el fuego de grado, y obtener una estructura monofásica β mesoestable, por lo que se llama aleación de titanio tipo β.
β aleación de titanio tipo se puede fortalecer mediante tratamiento térmico, tiene alta resistencia, buen rendimiento de soldadura y rendimiento de procesamiento a presión; pero el rendimiento no es lo suficientemente estable y el proceso de fundición es complicado, por lo que no se usa tan ampliamente como las aleaciones de titanio de tipo α y α + β. Las piezas que trabajan por debajo de 350 ° C se utilizan principalmente para fabricar diversas piezas de estampación de chapa metálica de tratamiento térmico integral (solución, envejecimiento) y piezas soldadas; como palas de compresores, discos de ruedas, ejes y otras piezas giratorias de servicio pesado, así como la construcción de aviones Wait.
Las aleaciones de TB2 generalmente se administran en un estado tratado con solución, se vuelven a disolver y se usan después del envejecimiento.
α + aleación de titanio β
Las aleaciones como TC1 y TC2 tienen α + β estructura bifásica tipo a alta temperatura, por lo que se denominan aleaciones de titanio de tipo α + β. Tiene buenas propiedades mecánicas integrales, la mayoría de las cuales se pueden fortalecer mediante tratamiento térmico (nitrógeno TC1, TC2, TC7 no se puede fortalecer mediante tratamiento térmico). Por debajo de 150-500 grados y tienen buena resistencia al calor, algunos (como TC1, TC2, TC3, TC4) y tienen una buena tenacidad a bajas temperaturas y una buena resistencia a la corrosión por estrés del agua de mar. La desventaja es que no es lo suficientemente estable.
Este tipo de aleación es la más utilizada en TC4, y su dosificación representa aproximadamente el volumen de producción general de las aleaciones de titanio existentes. La aleación no solo tiene buenas propiedades mecánicas a temperatura ambiente, alta temperatura y baja temperatura, sino que también tiene una excelente resistencia a la corrosión en diversos medios. Al mismo tiempo, se puede soldar, formar en caliente y en frío y se puede fortalecer mediante tratamiento térmico. Por lo tanto, es ampliamente utilizado en la industria aeroespacial, la construcción naval, las armas y las industrias químicas. Los departamentos son ampliamente utilizados.
Piezas de estampación, piezas soldadas, forjados de troqueles y piezas de doblado que funcionan por debajo de 400 °C. Ambas aleaciones también se pueden utilizar como materiales estructurales de baja temperatura.
TC3 TC4 Piezas de trabajo a largo plazo por debajo de 400 ° C, forjas estructurales, varios contenedores, bombas, piezas de baja temperatura, carcasas de presión de barco, accesorios de tanque, etc., la resistencia es mayor que TC1, TC2. TC6 se puede utilizar por debajo de 450 ° C, utilizado principalmente como material estructural del motor de la aeronave.
TC7 TC9 Piezas de trabajo a largo plazo por debajo de 500 °C, utilizadas principalmente en los discos de compresor y palas de los motores a reacción de aeronaves.
TC10 Piezas que funcionan durante mucho tiempo por debajo de 450 ° C, como piezas estructurales de aeronaves. Soportes de aterrizaje, acoplamientos de nido de abeja, carcasas de motores de misiles, piezas estructurales de armas, etc.
