Titāna sakausējumu izstrādes vēsture un pielietojuma statuss
Titāna sakausējums kā nozīmīgs konstrukcijas metāls, kas parādījās 1950. gados, ātri kļuva par jauno iecienītāko nozarē ar savu augsto izturību, izcilo izturību pret koroziju un karstumizturību. Titāna sakausējums tagad ir kļuvis par neaizstājamu materiālu daudzās jomās, piemēram, aviācijā, kosmosā, automobiļos, ķīmiskajā rūpniecībā un ārstniecībā. No sākotnējā augstas temperatūras titāna sakausējuma līdz mūsdienu medicīniskajam titāna sakausējumam, titāna sakausējumu izpēte un pielietošana ir nepārtraukti radījusi jaunus sasniegumus.
1. Augstas temperatūras titāna sakausējuma izrāviens
Pasaulē pirmais veiksmīgi izstrādātais augstas temperatūras titāna sakausējums ir Ti-6Al-4V, ko var izmantot 300-350 grādu temperatūrā. Pēc tam, attīstoties tehnoloģijām, viens pēc otra tika ieviesti augstākas temperatūras titāna sakausējumi, piemēram, IMI550, BT3-1 un citi sakausējumi ar ekspluatācijas temperatūru 400 grādi, savukārt IMI679, IMI685, Ti{10 }}, Ti-6242 un citi sakausējumi var stabili darboties augstā temperatūrā no 450 līdz 500 grādiem. Pašlaik jauni augstas temperatūras titāna sakausējumi, kas izmantoti lidmašīnu dzinējos, ietver IMI829 un IMI834 sakausējumus no Apvienotās Karalistes, Ti-1100 sakausējumus no ASV un BT18Y un BT36 sakausējumus no Krievijas.
Lai vēl vairāk paaugstinātu titāna sakausējumu lietošanas temperatūru, ārvalstis aktīvi ievieš jaunas tehnoloģijas, piemēram, ātrās sacietēšanas/pulvermetalurģijas tehnoloģiju un šķiedru vai daļiņu pastiprinātus kompozītmateriālus, lai izstrādātu titāna sakausējumus, kas var darboties augstā temperatūrā virs 650 grādiem. Piemēram, McDonnell Douglas no Amerikas Savienotajām Valstīm ir veiksmīgi izstrādājis augstas tīrības, augsta blīvuma titāna sakausējumu, izmantojot ātrās sacietēšanas/pulvermetalurģijas tehnoloģiju, kas joprojām var saglabāt izcilu izturību 760 grādu leņķī.
2. Titāna-alumīnija savienojumu bāzes titāna sakausējumu pieaugums
Titāna-alumīnija savienojumu bāzes titāna sakausējumi, piemēram, Ti3Al (2) un TiAl ( ) intermetāliskie savienojumi, ir kļuvuši par konkurētspējīgiem materiāliem nākotnes aviācijas dzinējiem un lidmašīnu konstrukciju daļām, jo tiem ir laba veiktspēja augstā temperatūrā, spēcīga oksidēšanās izturība un laba šļūdes pretestība. un viegls svars. Pašlaik titāna sakausējumi, kuru pamatā ir Ti3Al, piemēram, Ti-21Nb-14Al un Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo, ir sākuši ražot masu. ražošana Amerikas Savienotajās Valstīs. TiAl ( ) bāzes titāna sakausējumi, piemēram, TAL-(1-10)M (at.%), arī ir piesaistījuši plašu uzmanību to unikālo īpašību dēļ.
3. -titāna sakausējumu izstrāde
-titāna sakausējumiem ir labas aukstās un karstās apstrādes īpašības, viegli kalšana, velmēšana, metināšana utt., Un tie ir svarīgi materiāli kosmosa, automobiļu un citās jomās. Tipiski titāna sakausējumi ir Ti1023, Ti153, 21S utt., kuriem ir ne tikai izcilas mehāniskās īpašības un izturība pret vidi, bet arī augsta izturība un augsta stingrība.
4. Medicīniskie titāna sakausējumi
Titāns ir netoksisks, viegls, ļoti izturīgs un tam ir lieliska bioloģiskā saderība. Tas ir ideāls medicīnas metāla materiāls. Pašlaik Ti-6Al-4v ELI sakausējums tiek plaši izmantots medicīnā, taču no tā var izgulsnēto vanādija un alumīnija jonu iespējamais kaitējums cilvēka ķermenim ir piesaistījis cilvēku uzmanību. medicīnas aprindām. Šim nolūkam tiek aktīvi izstrādāti bioloģiski saderīgi titāna sakausējumi, kas nesatur alumīniju, vanādiju. Piemēram, Japāna ir izstrādājusi virkni + titāna sakausējumu un titāna sakausējumu ar izcilu bioloģisko savietojamību, kas nākotnē aizstās Ti-6Al-4V ELI sakausējumus un kļūs par galvenajiem medicīnisko implantu materiāliem. .
Ieejot 21. gadsimtā, titāna sakausējumu pielietojuma jomas ir vēl vairāk paplašinātas. Aviācijas un kosmosa jomā titāna sakausējumi ir kļuvuši par neaizstājamu materiālu lidmašīnu, raķešu un citu lidmašīnu ražošanā to vieglā svara un augstās izturības dēļ. Civilajā jomā ir sākuši parādīties arī titāna sakausējumi. No augstākās klases velosipēdiem un pulksteņiem līdz medicīnas aprīkojumam un automašīnu ražošanai, titāna sakausējumi ir visur. Ar nepārtrauktu zinātnes un tehnoloģiju attīstību un pieaugošo pieprasījumu pēc augstas veiktspējas materiāliem titāna sakausējumu nākotnes attīstības perspektīvas būs vēl plašākas.
