¿Qué es la aleación de titanio?
Pregunta 2: ¿Cuál es el material de la aleación de titanio? Es metal titanio con excelente rendimiento, peso ligero y la mitad de la gravedad específica del acero. Alta resistencia, igual que el acero inoxidable. Difícil de procesar.
Pregunta 3: ¿Cuáles son los principales usos de las aleaciones de titanio? La aleación de titanio tiene alta resistencia, baja densidad, buenas propiedades mecánicas, buena tenacidad y resistencia a la corrosión. Además, las aleaciones de titanio tienen un rendimiento de proceso deficiente, son difíciles de cortar y pueden absorber fácilmente impurezas como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono durante el procesamiento térmico. Además, la resistencia al desgaste es escasa y el proceso de producción complicado. La producción industrial de titanio comenzó en 1948. Con el desarrollo de la industria de la aviación, la industria del titanio está creciendo a una tasa anual promedio de alrededor del 8%. En la actualidad, la producción anual de materiales de procesamiento de aleaciones de titanio en el mundo ha alcanzado más de 40.000 toneladas y existen casi 30 marcas de aleaciones de titanio. Las aleaciones de titanio más utilizadas son Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2,5Sn (Ta7) y titanio puro industrial (TA1, TA2 y TA3).
Las aleaciones de titanio se utilizan principalmente para fabricar componentes de compresores para motores de aviones, seguido de piezas estructurales para cohetes, misiles y aviones de alta velocidad. A mediados de la década de 1960, el titanio y sus aleaciones se utilizaban en industrias generales, como electrodos en la industria de la electrólisis, condensadores en centrales eléctricas, calentadores en refinación y desalinización de petróleo y dispositivos de control de la contaminación ambiental. El titanio y sus aleaciones se han convertido en un material estructural resistente a la corrosión. Además, también se utiliza para producir materiales de almacenamiento de hidrógeno y aleaciones con memoria de forma.
La aleación de titanio es un nuevo material estructural importante utilizado en la industria aeroespacial. Su gravedad específica, resistencia y temperatura de servicio se encuentran entre las del aluminio y el acero, pero su resistencia específica es alta y tiene una excelente resistencia a la corrosión del agua de mar y un rendimiento a temperaturas ultrabajas. La aleación de titanio de 1950 se utilizó por primera vez en los Estados Unidos como piezas que no soportan carga, como escudos térmicos traseros del fuselaje, guías de viento y capós de cola en el cazabombardero F-84. En la década de 1960, se utilizó aleación de titanio en el fuselaje medio en lugar del fuselaje trasero, reemplazando parcialmente el acero estructural en importantes componentes de carga como marcos, vigas y guías de flaps. El uso de aleaciones de titanio en aviones militares ha aumentado rápidamente, alcanzando entre el 20% y el 25% del peso de la estructura del avión. Desde la década de 1970, las aleaciones de titanio se han utilizado ampliamente en aviones civiles. Por ejemplo, el avión de pasajeros Boeing 747 utiliza más de 3.640 kilogramos de titanio. Para aviones con números de Mach inferiores a 2,5, el titanio se utiliza principalmente para reemplazar el acero y reducir el peso estructural. Otro ejemplo es el avión de reconocimiento estadounidense de gran altitud y alta velocidad SR-71 (que vuela a Mach número 3, altitud de vuelo de 26212 m), en el que el titanio representa el 93% del peso estructural del avión, por lo que se le llama "totalmente de titanio". "avión. Cuando la relación empuje-peso del motor del avión aumenta de 4 a 6 a 8 a 10, y la temperatura de salida del compresor aumenta de 200 a 300°C a 500 a 600°C, el disco y las palas del compresor de baja presión de aleación de titanio fabricados originalmente El aluminio debe estar hecho de titanio. Se reemplazan las aleaciones, o los discos y aspas del compresor de alta presión se reemplazan con aleaciones de titanio en lugar de acero inoxidable para reducir el peso estructural. En la década de 1970, las aleaciones de titanio se utilizaban generalmente en motores aeroespaciales y representaban entre el 20% y el 30% del peso total de la estructura. Se utilizaban principalmente para fabricar piezas de compresores, como ventiladores de titanio forjado, discos y palas de compresores y titanio fundido. carcasas de compresores, carcasa intermedia, caja de rodamientos, etc. Las naves espaciales utilizan principalmente la alta resistencia específica, la resistencia a la corrosión y la resistencia a bajas temperaturas de las aleaciones de titanio para fabricar diversos recipientes a presión, tanques de combustible, sujetadores, correas de instrumentos, marcos y proyectiles de cohetes. Las placas soldadas de aleación de titanio también se utilizan en satélites terrestres artificiales, módulos lunares, naves espaciales tripuladas y transbordadores espaciales.
Pregunta 4: ¿Cuáles son los principales usos de las aleaciones de titanio? (1) Alta resistencia
La densidad de la aleación de titanio es de aproximadamente 4,5 g/cm3, que es sólo el 60 % de la del acero. La resistencia del titanio puro es cercana a la del acero ordinario, y la resistencia de algunas aleaciones de titanio de alta resistencia excede la resistencia de muchas aleaciones de acero estructural. Por lo tanto, la resistencia específica (resistencia/densidad) de las aleaciones de titanio es mucho mayor que la de otros materiales estructurales metálicos, como se muestra en la Tabla 7-1. Se pueden fabricar piezas con alta resistencia unitaria, buena rigidez y peso ligero. Actualmente, las aleaciones de titanio se utilizan en componentes, bastidores, revestimientos, sujetadores y trenes de aterrizaje de motores de aviones.
(2) Alta resistencia térmica
La temperatura de funcionamiento es varios cientos de grados más alta que la de la aleación de aluminio. Aún puede mantener la resistencia requerida a temperaturas moderadas y puede funcionar a 450 ~. 500 ℃ durante mucho tiempo. Estas dos aleaciones de titanio todavía tienen una alta resistencia específica en el rango de 150°C ~ 500°C, mientras que la resistencia específica de la aleación de aluminio cae significativamente a 150°C. La temperatura de trabajo de la aleación de titanio puede alcanzar los 500 ℃, mientras que la temperatura de trabajo de la aleación de aluminio es inferior a 200 ℃.
(3) Buena resistencia a la corrosión
La aleación de titanio funciona en atmósferas húmedas y en medio de agua de mar, y su resistencia a la corrosión es mucho mejor que la del acero inoxidable. En particular, tiene una fuerte resistencia a la corrosión por picaduras, corrosión ácida y corrosión por tensión; tiene una excelente resistencia a la corrosión por álcalis, cloruros, cloro, ácido nítrico, ácido sulfúrico y otras sustancias orgánicas;
Sin embargo, el titanio tiene poca resistencia a la corrosión en medios reductores de oxígeno y sales de cromo.
(4) Buenas propiedades a bajas temperaturas
Las aleaciones de titanio aún pueden mantener sus propiedades mecánicas a temperaturas bajas y ultrabajas. Las aleaciones de titanio como TA7, que tienen buenas propiedades a baja temperatura y elementos intersticiales extremadamente bajos, aún pueden mantener un cierto grado de plasticidad a -253°C. Por lo tanto, la aleación de titanio también es un importante material estructural de baja temperatura.
(5) Alta actividad química
El titanio es muy activo químicamente y tiene fuertes interacciones con O, N, H, CO, CO2, vapor de agua, amoníaco, etc. en la atmósfera. . reacción química. Cuando el contenido de carbono es superior al 0,2%, el TiC duro estará hecho de aleación de titanio; cuando la temperatura es alta, el TiN reacciona con n para formar una capa superficial dura; cuando la temperatura es superior a 600 °C, el titanio absorbe oxígeno; Forman una capa endurecida de alta dureza. También se forma una capa quebradiza cuando aumenta el contenido de hidrógeno. La profundidad de la capa superficial dura y quebradiza producida por la absorción de gas puede alcanzar 0,1 ~ 0,15 mm, y el grado de endurecimiento es 20% ~ 30%. El titanio también tiene una fuerte afinidad química y se adhiere fácilmente a las superficies de fricción.
(6) Baja conductividad térmica y módulo elástico bajo
La conductividad térmica del titanio λ=15,24W/(m.K) es aproximadamente 1/4 de níquel y 1/5 de hierro. , 1/14 del aluminio, y la conductividad térmica de varias aleaciones de titanio es aproximadamente un 50% menor que la del titanio. El módulo de elasticidad de la aleación de titanio es aproximadamente la mitad del del acero, por lo que tiene poca rigidez y se deforma fácilmente, lo que la hace inadecuada para fabricar varillas delgadas y piezas de paredes delgadas. Durante el corte, la cantidad de rebote de la superficie mecanizada es muy grande, alrededor de 2 a 3 veces mayor que la del acero inoxidable, lo que resulta en fricción severa, adherencia y desgaste adhesivo en la superficie del flanco de la herramienta.
Pregunta 5: Clasificación de las aleaciones de titanio El titanio es un isómero alótropo con un punto de fusión de 1668°C. Tiene una estructura reticular hexagonal compacta por debajo de 882°C y se llama alfa titanio; C Tiene una estructura reticular cúbica centrada en el cuerpo y se llama beta titanio. Utilice las diferentes características de las dos estructuras de titanio anteriores, agregue elementos de aleación apropiados y cambie gradualmente la temperatura de transformación de fase y el contenido de fase para obtener aleaciones de titanio con diferentes estructuras. A temperatura ambiente, las aleaciones de titanio tienen tres estructuras de matriz. Las aleaciones de titanio se pueden dividir en las tres categorías siguientes: aleación α, aleación (α+β) y aleación β. China está representada por TA, TC y TB respectivamente. Es una aleación de doble fase con buenas propiedades integrales, buena estabilidad estructural, buena tenacidad, plasticidad y propiedades de deformación a alta temperatura. Puede fortalecerse bien mediante prensado en caliente, enfriamiento, envejecimiento y otros procesos. La resistencia después del tratamiento térmico es aproximadamente entre un 50% y un 100% mayor que la del recocido. Tiene alta resistencia a altas temperaturas y puede funcionar a 400 ℃ ~ 500 ℃ durante mucho tiempo. La estabilidad térmica no es tan buena como la aleación de titanio α. Entre las tres aleaciones de titanio, las más utilizadas son la aleación de titanio alfa y la aleación de titanio alfa+beta. La aleación de titanio α tiene la mejor maquinabilidad, seguida de la aleación de titanio α + β y la aleación de titanio β es la peor. La aleación de titanio α se codifica como TA, la aleación de titanio β se codifica como TB y la aleación de titanio α+β se codifica como TC. Las aleaciones de titanio se pueden dividir en aleaciones resistentes al calor, aleaciones de alta resistencia, aleaciones resistentes a la corrosión (titanio-molibdeno, aleaciones de titanio-paladio, etc.), aleaciones de baja temperatura y aleaciones de funciones especiales (materiales de almacenamiento de hidrógeno de titanio-hierro y aleaciones con memoria de titanio-níquel). La composición y propiedades de las aleaciones típicas se muestran en la tabla. Ajustando el proceso de tratamiento térmico de las aleaciones de titanio, se pueden obtener diferentes composiciones de fases y microestructuras. Generalmente se cree que la estructura equiaxial fina tiene buena plasticidad, estabilidad térmica y resistencia a la fatiga; la estructura acicular tiene alta resistencia duradera, resistencia a la fluencia y tenacidad a la fractura; la estructura mixta equiaxial y acicular tiene buenas propiedades integrales.
Pregunta 6: ¿Cuál es la diferencia entre la aleación de titanio y el acero inoxidable? Uno es suave y el otro es duro. Lo mismo es que no se oxida.
Pregunta 7: ¿Cuáles son los usos y tipos de aleaciones de titanio? Clasificación de las aleaciones de titanio
El titanio es un isómero alótropo con un punto de fusión de 1720 °C. Por debajo de 882 °C tiene una estructura reticular hexagonal muy compacta, que se llama alfa titanio; Tiene una estructura cúbica centrada en el cuerpo, llamada beta titanio. Utilice las diferentes características de las dos estructuras de titanio anteriores, agregue elementos de aleación apropiados y cambie gradualmente la temperatura de transformación de fase y el contenido de fase para obtener aleaciones de titanio con diferentes estructuras. A temperatura ambiente, las aleaciones de titanio tienen tres estructuras de matriz. Las aleaciones de titanio se pueden dividir en las tres categorías siguientes: aleación α, aleación (α+β) y aleación β. China está representada por TA, TC y TB respectivamente. [Editar este párrafo] Usos de las aleaciones de titanio Las aleaciones de titanio tienen alta resistencia, baja densidad, buenas propiedades mecánicas, buena tenacidad y resistencia a la corrosión. Además, las aleaciones de titanio tienen un rendimiento de proceso deficiente, son difíciles de cortar y pueden absorber fácilmente impurezas como hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y carbono durante el procesamiento térmico. Además, la resistencia al desgaste es escasa y el proceso de producción complicado. La producción industrial de titanio comenzó en 1948. Con el desarrollo de la industria de la aviación, la industria del titanio está creciendo a una tasa anual promedio de alrededor del 8%. En la actualidad, la producción anual de materiales de procesamiento de aleaciones de titanio en el mundo ha alcanzado más de 40.000 toneladas y existen casi 30 marcas de aleaciones de titanio. Las aleaciones de titanio más utilizadas son Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2,5Sn (Ta7) y titanio puro industrial (TA1, TA2 y TA3).
Las aleaciones de titanio se utilizan principalmente para fabricar componentes de compresores para motores de aviones, seguido de piezas estructurales para cohetes, misiles y aviones de alta velocidad. A mediados de la década de 1960, el titanio y sus aleaciones se utilizaban en industrias generales, como electrodos en la industria de la electrólisis, condensadores en centrales eléctricas, calentadores para refinación y desalinización de petróleo y dispositivos de control de la contaminación ambiental. El titanio y sus aleaciones se han convertido en un material estructural resistente a la corrosión. Además, también se utiliza para producir materiales de almacenamiento de hidrógeno y aleaciones con memoria de forma.
¿Está disponible en Baidu?