Prášek aluminidu titanu

Hliník titaničitý označuje třídu lehkých intermetalických slitin s vysokou pevností složených z titanu a hliníku. Tento průvodce slouží jako referenční příručka o aluminidu titaničitém v práškové formě - zkoumá výrobní metody, složení, klíčové vlastnosti a parametry, dodavatele a ceny, různá koncová použití v různých průmyslových odvětvích, nejčastější dotazy a další informace.

Přehled o Prášek aluminidu titanu

Prášek aluminidu titaničitého zahrnuje speciální slitiny bohaté na titan obsahující významný podíl hliníku. Klíčové vlastnosti:

• Složení: Titan + hliník + další prvky
• Výroba: Plynová atomizace na jemný prášek
• Tvar částic: Většinou sférické
• Velikost zrn: Od mikronů do 100 mikronů
• Hustota: Hustota: 3,7-4,25 g/cm3
• Klíčové vlastnosti: Odolnost vůči extrémním teplotám a oxidaci

Smícháním titanu a hliníku vznikají jedinečné lehké krystalické struktury s lepšími vlastnostmi než u běžných slitin, které jsou všestranně použitelné ve vysoce výkonných aplikacích až do ~ 750 °C.

Typy prášku aluminidu titanu

Úpravou obsahu hliníku a přidáním modifikátorů získávají hlinitany titanu specifickou mikrostrukturu a vlastnosti:

Typ	Složení	Vlastnosti
α2 Ti3Al	Ti-25Al	Vyšší pevnost Dobrá odolnost proti korozi
γ TiAl	Ti-48Al	Nejlepší odolnost proti oxidaci Dobrá pevnost při tečení
α2 + γ TiAl	Ti-45Al	Vyváženost pevnosti, tažnosti a ochrany životního prostředí

Tabulka 1: Běžné varianty prášku oxidu titaničitého podle kovových složek a vlastností

Systém γ-TiAl nabízí nejlepší měrnou mez kluzu při vysokých teplotách při zachování nižší hustoty ve srovnání s niklovými superslitinami. Další prvky dále dolaďují vlastnosti.

Výrobní metody

Komerční výrobní postupy pro výrobu práškového oxidu titaničitého zahrnují:

• Atomizace plynu - Inertní plyn rozkládá proud roztavené slitiny na jemné kapičky.
• Proces s rotačními plazmovými elektrodami - Odstředivá dezintegrace roztočené elektrifikované taveniny
• Kondenzace inertního plynu - Odpařená slitina kondenzuje do nanočástic

Vyladění parametrů zpracování, jako jsou průtoky plynu, tlakové rozdíly a profily chlazení, umožňuje přizpůsobit distribuci velikosti částic prášku, morfologii zrn a vnitřní mikrostrukturu požadavkům aplikace.

Vlastnosti Prášek aluminidu titanu

Fyzikální vlastnosti

Atribut	Podrobnosti
Stát	Pevný prášek
Barva	Tmavě šedá
Zápach	Bez zápachu
Krystalická struktura	Tetragonální, hexagonální, orthorombické v závislosti na slitině
Hustota	3,7-4,25 g/cm3

Mechanické vlastnosti

Opatření	Hodnota
Pevnost v tahu	500-900 MPa
Pevnost v tlaku	1000-1800 MPa
Tvrdost	350-450 HV
Lomová houževnatost	15-35 MPa√m

Tepelné vlastnosti

Metrický	Hodnocení
Bod tání	1350-1450°C
Tepelná vodivost	4-8 W/mK
Koeficient tepelné roztažnosti	11-13 x10-6 K-1
Maximální provozní teplota	750°C (~1400°F)

Tabulka 2: Přehled klíčových fyzikálních, mechanických a tepelných vlastností prášku oxidu titaničitého

Tato výjimečná kombinace nízké hustoty s odolností vůči teplu a prostředí usnadňuje použití v letectví, automobilovém průmyslu, energetice a chemických systémech.

Specifikace

Prášek oxidu titaničitého je komerčně dostupný a splňuje standardní specifikace:

Distribuce velikosti

Standard	Mikrony	Způsob výroby
Pokuta	0-25	Rozprašování plynu
Střední	25-45	Rozprašování plynu
Hrubý	45-105	Plazmová rotační elektroda

Chemická čistota

Třída	Hliník %	Kyslík ppm
Standard	48-50%	3000+
Vysoký	45-50% ± 2%	<3000 ppm
Ultra vysoká	45-50% ± 1%	<1000 ppm

Tabulka 3: Typické rozsahy velikostí, obsah hliníku a úrovně čistoty pro prášek oxidu titaničitého

Přísnější screening na velikost částic, konzistenci složení a kyslíkové nečistoty podporuje přesnost výkonu, ale zvyšuje náklady.

Výrobci prášku z hliníku titanu

Specializovaní výrobci nabízejí komerční objemy v různých čistotách a velikostních profilech:

Společnost	Názvy značek	Cenové rozpětí
Sandvik	TiAl Osprey®	$140-450/kg
Praxair	Aluminidy titanu	$100-425/kg
Atlantik vybavení inženýrů	AEE TiAl prášky	$130-500/kg
Special Metals Corp	Předlegovaný TiAl	$155-425/kg

Tabulka 4: Vyberte renomované výrobce prášku z oxidu titaničitého a cenová rozpětí

Ceny se liší v závislosti na nákupním množství, požadavcích na testování/certifikaci, optimalizaci slitin na zakázku a dalších parametrech - vyžádejte si aktuální nabídky přímo. K dispozici mohou být malé vzorky.

Aplikace z Prášek aluminidu titanu

Sektor	Používá	Výhody
Aerospace	Součásti proudových motorů, draky letadel	Úspora hmotnosti, odolnost proti teplotám
Automobilový průmysl	Kola turbodmychadla, ventily	Zvýšení efektivity
Průmyslový	Výměníky tepla, reaktory	Zisk výkonu
Ropa a plyn	Nástroje pro hlubinné vrty, podmořské	Zlepšení spolehlivosti

Tabulka 5: Hlavní oblasti použití oxidu titaničitého s využitím klíčových vlastností prášku

Nižší hmotnost a lepší ekologická stabilita při vysokých teplotách oproti stávajícím materiálům podporují přijetí i přes vyšší jednotkové náklady.

Srovnávací výhody a nevýhody

Výhody aluminidů titanu

• Nižší hustota než u niklových superslitin - 25-35% nižší hmotnost
• Zachovává si vyšší měrnou pevnost než 50% až do 750 °C
• Vyšší odolnost proti oxidaci a popálení než u ocelí
• Zpracovatelnost na komponenty čistého tvaru

Výzvy, které je třeba překonat

• Vysoké náklady na materiál - 5x vyšší náklady než u ocelových alternativ
• Horší meze tažnosti/lomu při pokojové teplotě
• Vyžaduje ochranné nátěry v některých chemikáliích.
• Modelování a zajištění kvality v aditivních technikách

Životaschopnost aplikací určuje vyvážení vlastností zvýšeného tepelného výkonu s faktory výroby a ceny za díl.

Nejčastější dotazy

Otázka: V jakých průmyslových odvětvích se používá prášek oxidu titaničitého oproti sypkým formám?

Odpověď: Morfologie jemných prášků se hodí speciálně pro aditivní výrobu pro konstrukci komplexních součástí pro letectví a kosmonautiku a automobilový průmysl. Hromadné formy se používají pro metalurgii ingotů.

Otázka: Jaké následné zpracování se používá u aditivně vyráběných dílů z oxidu titaničitého?

Většina aditivně vyráběných součástí vyžaduje lisování za tepla (HIP) a tepelné zpracování, aby se dosáhlo plné konsolidace hustoty a optimální mikrostruktury. Poté se provádí minimální obrábění.

Otázka: Jak dlouho vydrží nepoužitý prášek oxidu titaničitého v uzavřeném skladu?

Odpověď: Správně skladovaný v inertním prostředí vydrží prášek oxidu titaničitého 12-24 měsíců, než dojde k výrazné oxidaci a degradaci ovlivňující tok nebo výkon.

Otázka: Jaké jsou některé oblasti výzkumu pro zdokonalení aluminidů titanu?

Odpověď: Pokračuje úsilí o modelování dynamiky tuhnutí pro techniky AM, snižování nákladů na materiál pomocí alternativních výrobních metod a zvyšování tažnosti při pokojové teplotě.

znát více procesů 3D tisku