Munurinn á steypu títanblöndur og títanblöndur
Títan málmblöndur, vegna mikils styrks, tæringarþols og léttra eiginleika, hafa orðið kjarnaefni í geim-, læknisfræðilegum, efna- og öðrum sviðum. Hins vegar, innan flokkunar títanblöndur, eru „steypu títan málmblöndur“ og „unnu títanblöndur“ oft ruglaðar. Þrátt fyrir að báðir séu títan - byggð efni, þá eru þau verulega frábrugðin undirbúningsferlum, smíði, afköstum og forritum.
Skilgreining og flokkun: upphafspunktur efnisforms
Títan málmblöndur eru myndaðar með því að bæta málmblöndur eins og ál, vanadíum og mólýbden við títan fylki. Flokkun þeirra er fyrst og fremst byggð á fasa samsetningu og hitameðferðarhegðun:
- tegund málmblöndur (td, ti - 5AL-2.5SN): Framúrskarandi háhitaafköst, notuð í íhlutum flugvéla;
- tegund málmblöndur (td, ti - 10V-2fe-3Al): mikill styrkur, hentugur fyrir hástyrk burðarhluta;
+ - tegund málmblöndur (td TI-6AL-4V): ákjósanleg heildarafköst, sem gerir grein fyrir yfir 50% af títannotkun.
Steypu títanblöndur eru sérstakt form títan ál, sem vísar til Titanium álþátta sem eru beint myndaðir með ferlum eins og fjárfestingarsteypu og grafítsteypu. Kjarnaeiginleiki þess er „samþætt myndun“, sem gerir kleift að framleiða flóknar rúmfræði með lágmarks eða engri vinnslu. Sem dæmi má nefna að íhlutir eins og loftþotuþotu og skrúfubátar í kafbátum treysta á steypu fyrir nákvæmni mótun.
Ferli flæði: Mismunur á slóðinni frá bráðnun til myndunar
Undirbúningur unnar títanblöndur treystir fyrst og fremst á hitameðferðarferli eins og að smíða, rúlla og útdrátt. Ferlið felur í sér:
Hráefni bráðnun: Títaníum ingotar eru bráðnir í lofttæmisnotkun bogaofni (var);
Opið smiðja: Multi - Stefnumótun á fasa eða + fasa svæðinu er framkvæmt til að brjóta upp gróft korn;
Hitameðferð: Lausnarmeðferð ásamt öldrunarmeðferð er notuð til að stjórna smíði og eiginleikum.
Undirbúningur steypu títan málmblöndur snýst um fjárfestingarsteypu, með eftirfarandi ferlum:
Mynsturgerð: Vax eða 3D - Prentað plastefni mold er búið til út frá hlutaformi;
Framleiðsla á mygluskel: Eldfast efni er húðað á yfirborði mynstrisins til að mynda keramikmótsskel;
Bráðnun og hella: Títanblöndurinn er bráðinn og hellt í moldskelina undir tómarúm eða óvirkan gasvörn;
Post - Vinnsla: Mótskelin er fjarlægð, hliðið er skorið og heitt isostatic pressing (mjöðm) er framkvæmt til að útrýma porosity.
Lykilmunur:Unnu títan málmblöndur betrumbæta korn sín með aflögun plasts, en steypta títanblöndur treysta á bráðnun og storknun til að stjórna smíði þeirra. Sem dæmi má nefna að ZTC4 ál (TI-6AL-4V til steypu) getur sýnt örveru í steypu sinni án mjöðm, en gerð TI-6AL-4V sýnir samræmda, jafngildan kornbyggingu.
Smásjá: Uppruni árangurs mismunur
Einkenni smíði á smíðum títan málmblöndur:
Jafngild korn: fengin með ítarlegri smal, sem leiðir til fíns kornastærðar (<10μm) and uniform mechanical properties;
Tvíhliða uppbygging: og áföngum er dreift í lamellarmynstri, jafnvægi styrkleika og hörku;
Körfu uppbygging: Sameiginleg lamellae myndast eftir hátt - hitastig, sem leiðir til framúrskarandi skriðþols.
Einkenni smíði steypu títan málmblöndur:
Gróft súlur korn: Kristallar vaxa helst eftir hita flæði meðan á storknun stendur, tilhneigingu til anisotropy;
Microporosity: Ófullnægjandi rýrnun fóðrunar leiðir til aukinnar porosity, sem krefst heitrar isostatic pressing (mjöðm);
- Plaques: staðbundin - fasa auðgun, hugsanlega draga úr afköstum þreytu.
Samanburður á málum:Togstyrkur ZTC4 álsteypu við 500 gráðu er 800 - 900 MPa, en fölsuð TI-6AL-4V nær 950-1050 MPa við sama hitastig. Samt sem áður getur steypuferlið framleitt flókin, þunnveggin mannvirki með aðeins 2mm veggþykkt, sem er erfitt að ná með smíðunarferlinu.
Árangursávinningur: aðgreind val í umsóknar atburðarás
Kostir afmyndaðra títanblöndur:
Mikill styrkur og hörku: Hitameðferð gerir kleift að ná nákvæmri stjórn á styrk og sveigjanleika;
Einsleitni smíði: Hentar fyrir íhluti með fyrirvara um kraftmikið álag, svo sem lendingarbúnað flugvélar;
Yfirborðsgæði: lítið ójöfnur á yfirborði eftir vinnslu og bætt tæringarþol.
Kostir steypu títan málmblöndur:
Flókin uppbyggingargeta: fær um að framleiða íhluti með flóknum innri holum og þunnum - veggnum, svo sem hlífðarvélar;
High Material Notization: nálægt - net - lögunarferli draga úr skera vinnuálagi og framleiðslukostnaði;
Framleiðslu skilvirkni: Stutt hringrásartími á stykki, hentugur fyrir litla - hóp, hátt - gildi - bætt við vörur.
Dæmigert forrit:
Aerospace: unnu títanblöndur eru notaðar í C919 lendingarbúnaðinum og steypta títanblöndur eru notaðar í LEAP vélarþjöppu hlífinni;
Læknisfræðilegt: unnin títan málmblöndur eru notaðar í gervi liðum og steypu títanblöndur eru notaðar í sérsniðnum beinplötum;
Efni: Útdregnar títanblöndur eru notaðar í knippum í hitaskiptum og steypta títanblöndur eru notaðar í reactor fóðrum.
Tæknilegar áskoranir og þróun þróun
Áskoranir steypu títan málmblöndur:
Porosity og aðgreining: Heitt isostatic pressing og breyting er nauðsynleg til að bæta smásjána;
Mótskostnaður: Undirbúningshringrás keramikskel er löng og kostnaður við hverja mold er mikill;
Dimensional Nákvæmni: Storknun rýrnun veldur víddaráviki, sem krefjast hagræðingar með aukefnaframleiðslutækni.
Þróunarþróun:
Samleitni aukefnaframleiðslu: Notkun rafeindgeislamiðlunar (EBM) eða sértækur leysir bráðnun (SLM) tækni til að ná stafrænni framleiðslu á steypu títan málmblöndur;
Lágt - Kostnaðarferlar: Að þróa kalda deigluleiðslu bráðnun (ISM) tækni til að draga úr kostnaði við títan álsteypu;
Þróa nýjar málmblöndur: svo sem Ti - al - v - zr álfjölskylda, sem eykur háa - hitastig styrk og tæringarþol steypu títanblöndur.
Munurinn á steypu og unnu títanblöndur er í meginatriðum bardaga á milli „hönnunar - ekið framleiðslu“ og „afköst - ekið framleiðslu.“ Sá fyrrnefndi einbeitir sér að flókinni burðarvirkri mótun en hið síðarnefnda miðar að mikilli hagræðingu. Í geimferðariðnaðinum eru þeir tveir oft notaðir í takt: Cast títan málmblöndur eru notaðar til að framleiða hlíf, meðan smíðuðu títan málmblöndur eru notaðar til að framleiða blað og skapa sameiginlega mjög duglegar drifstraumar.
