TA, TB ir TC titano lydiniai: paaiškinti kinų klasės pavadinimai

Kodėl titano lydiniai klasifikuojami pagal fazes

Titanas yra alotropinis metalas: žemesnėje nei 882 °C temperatūroje jis turi glaudžią-supakuotą šešiakampę (HCP) gardelę, vadinamą alfa titanu, o aukštesnėje nei 882 °C temperatūroje virsta kūno -centruota kubine (BCC) gardele, žinoma kaip beta titanas. Pridėdami legiravimo elementų ir kontroliuodami fazinio virsmo temperatūrą, gamintojai sukuria lydinius, kurių kambario temperatūros mikrostruktūra yra alfa, beta arba jų mišinys. Kinijos GB/T sistemoje šios trys šeimos yra atitinkamai žymimos TA, TB ir TC, o laiškas inžinieriui tiesiogiai nurodo, su kokia medžiaga jie susiduria.

Alfa titano lydiniai (TA)

Alfa lydiniai susideda iš vienos{0}}fazės alfa kieto tirpalo ir išlieka alfa būklės esant aplinkos ir naudojimo temperatūrai. Jų struktūra yra stabili, atsparumas oksidacijai yra stiprus, jie išlaiko naudingą stiprumą ir atsparumą šliaužimui nuo 500 iki 600 laipsnių C. Alfa lydiniai negali būti sustiprinti termiškai apdorojant, o jų atsparumas kambario temperatūrai- yra vidutinis, tačiau jie puikiai suvirina ir yra atsparūs. Tipiški šios šeimos pavyzdžiai: 6 laipsnis (Ti-5Al-2,5Sn) ir CP klasės, naudojamos aukštesnės temperatūros įrenginiuose.

Beta titano lydiniai (TB)

Beta lydiniai yra vienfaziai beta kieti tirpalai, stabilizuoti tokiais elementais kaip vanadis, molibdenas ir chromas. Jie sukuria didelį stiprumą net ir be terminio apdorojimo; po apdorojimo tirpalu ir sendinimo kambario-temperatūra gali siekti 1372-1666 MPa – aukščiausią iš trijų šeimų. Kompromisas- yra terminis stabilumas: beta lydiniai paprastai netinka ilgalaikiam-aukštos{9} temperatūrų naudojimui. Jie naudojami ten, kur reikia maksimalaus stiprumo{10}}svorio santykio, pvz., spyruoklės, tvirtinimo detalės ir erdvėlaivių konstrukcijų komponentai.

Alfa{0}}Beta titano lydiniai (TC)

Alfa{0}}beta lydiniai sujungia dvi fazes ir siūlo geriausią bendrą savybių pusiausvyrą: gerą konstrukcinį stabilumą, tvirtumą, lankstumą ir įkaitimo{1}}elgseną. Juos galima sustiprinti grūdinant ir senstant, o termiškai apdorotas stiprumas yra maždaug 50-100 % didesnis nei atkaitintos būsenos. Alfa-beta lydiniai taip pat pasižymi dideliu atsparumu aukštai temperatūrai ir gali veikti ilgą laiką 400–500 °C temperatūroje, nors jų terminis stabilumas yra prastesnis nei alfa lydinių. Šiai šeimai priklauso 5 klasė (Ti-6Al-4V), labiausiai gaminamas titano lydinys pasaulyje.

Apdirbamumo ir formavimo reitingas

Iš trijų šeimų alfa lydiniai paprastai apdorojami lengviausiai, alfa{0}}beta lydiniai yra tarpiniai, o beta lydiniai yra sunkiausi dėl didelio stiprumo ir polinkio dirbti{1}}. Tas pats reitingas apytiksliai taikomas šaltajam formavimui. Tai svarbu apskaičiuojant išlaidas: beta -lydinio komponentui gali prireikti daug daugiau laiko apdirbti ir susidėvėti įrankiai nei lygiavertei alfa-lydinio daliai.

Klasifikavimas pagal taikymą

Be mikrostruktūros, titano lydiniai dažnai grupuojami pagal numatytą paskirtį:

Karščiui{0}}atsparūs lydiniai, skirti naudoti aukštesnėje{1}}temperatūroje.

Didelio stiprumo{0}}lydiniai, skirti naudoti konstrukcijoms ir erdvėlaiviams.

Korozijai{0}}atsparūs lydiniai, pvz., titano-molibdeno ir titano-paladžio klasės, skirtos chemijos reikmėms.

Žemos temperatūros{0}}lydiniai, skirti kriogeninėms reikmėms.

Specialios paskirties lydiniai, įskaitant titano-geležies vandenilio saugojimo medžiagas ir titano -nikelio formos atminties lydinius.

Terminis apdorojimas ir mikrostruktūros kontrolė

Terminis apdorojimas keičia fazės sudėtį ir mikrostruktūrą, o tai savo ruožtu keičia savybes. Puiki lygiašė struktūra užtikrina puikų plastiškumą, šiluminį stabilumą ir atsparumą nuovargiui; smailinė (Widmanstatten) struktūra suteikia didesnį atsparumą, stiprumą valkšnumui ir atsparumą lūžiams; bimodalinis lygiašių ir smailiųjų fazių mišinys suteikia geriausią bendrą derinį. Apdorojimo grafikas, temperatūra ir aušinimo greitis turi būti parinkti pagal galiojančius standartus ir patvirtinti mechaniniu bandymu.

DUK

Ką reiškia raidės TA, TB ir TC?

Kinijos GB/T 3620 žymėjimo sistemoje T reiškia titaną, o A, B ir C nurodo kambario temperatūros mikrostruktūrą: atitinkamai alfa, beta ir alfa{2}}beta. Toliau esantis skaičius nurodo konkrečią šeimos sudėtį.

Kodėl beta lydiniai yra stipresni už alfa lydinius?

Beta stabilizatoriai ir BCC struktūra leidžia beta lydinius apdoroti tirpalu ir sendinti iki labai didelio stiprumo iki 1372-1666 MPa, o alfa lydiniai negali būti sustiprinti termiškai apdorojant ir priklauso nuo kieto tirpalo ir tarpinio sutvirtinimo.

Kuri titano lydinio šeima yra geriausia suvirinimui?

Alfa ir beveik{0}}alfa lydiniai yra geriausiai suvirinami, nes jų mikrostruktūra yra stabili ir nejautri suvirinimo šilumai. Alfa-beta lydinius galima suvirinti atidžiau, o beta lydiniai yra jautriausi suvirinimo procedūroms.

Koks yra dažniausiai naudojamas alfa{0}}beta lydinys?

5 klasė (Ti-6Al-4V), Kinijoje žymima TC4, yra labiausiai gaminamas ir plačiausiai naudojamas titano lydinys, apimantis kosmoso, pramonės, automobilių ir medicinos reikmenis.

Kaip paraiškai pasirinkti TA, TB ir TC?

Pradėkite nuo eksploatacinės temperatūros ir stiprumo reikalavimų: alfa lydiniai aukštesnei temperatūrai ir suvirinamumui, alfa{0}}beta, kad būtų subalansuotas stiprumas ir kietumas, beta versija – didžiausias stiprumas kambario temperatūroje. Tada patikrinkite konkrečią GB/T, ASTM arba ISO specifikaciją reikiamai produkto formai.

Ar skiriasi nuorodų sistema tarp šalių?

Taip. Kinija naudoja TA/TB/TC, Jungtinės Valstijos – ASTM klases (1–38 plius specialūs pavadinimai), o medicininėms klasėms taikomos kitos sistemos, pvz., ISO 5832. Kompozicijos yra standartizuotos, todėl lygiaverčius laipsnius galima suderinti naudojant sudėties ir savybių lenteles.