Titanový prášek Ti64ELI: technický přehled
Obsah
Titanový prášek Ti64ELI je důležitým inženýrským materiálem používaným v různých průmyslových odvětvích díky svým jedinečným vlastnostem a vlastnostem. Tento článek poskytuje komplexní technický přehled prášku Titanium Ti64ELI zahrnující jeho složení, vlastnosti, aplikace, specifikace, ceny, výhody a omezení.
Přehled prášku Titanium Ti64ELI
Titanový prášek Ti64ELI, také známý jako Titanový prášek 6Al-4V ELI, je slitina titanu obsahující hliník a vanad jako legující prvky. Má vynikající poměr pevnosti k hmotnosti, odolnost proti únavě, lomovou houževnatost a odolnost proti korozi. Ti64ELI prášek je extra-nízká intersticiální varianta Ti64 s nižšími hladinami kyslíku, dusíku, uhlíku a železa.
Ti64ELI se používá pro aditivní výrobu, vstřikování kovů, izostatické lisování za tepla a za studena a další procesy práškové metalurgie. Lze jej 3D tisknout na plně husté, složité díly s jemnou mikrostrukturou a mechanickými vlastnostmi srovnatelnými s tvářenými produkty Ti64. Díky kombinaci nízké hmotnosti, pevnosti a odolnosti proti korozi je Ti64ELI vhodný pro letecký, lékařský, zubní, sportovní, automobilový a námořní aplikace.
Některé klíčové vlastnosti prášku Titanium Ti64ELI zahrnují:
- Vynikající biokompatibilita a osteointegrace
- Schopnost 3D tisku složitých geometrií není možná při odlévání/obrábění
- Konzistentní složení a mikrostruktura v 3D tištěných dílech
- Dobrá únavová pevnost a lomová houževnatost
- Nižší intersticiální prvky než Ti64 pro vynikající tažnost
- Kompatibilita s izostatickým lisováním za tepla (HIP) a tepelným zpracováním
- Shoda s normami ASTM pro chemii a velikost částic
Složení prášku Titanium Ti64ELI
Typické chemické složení titanového prášku Ti64ELI je:
| Živel | Hmotnost % |
|---|---|
| titan (Ti) | Zůstatek |
| hliník (Al) | 5.5-6.75% |
| Vanad (V) | 3.5-4.5% |
| Kyslík (O) | ≤ 0.13% |
| dusík (N) | ≤ 0,05% |
| uhlík (C) | ≤ 0,08% |
| železo (Fe) | ≤ 0,25% |
Klíčovými legujícími prvky jsou hliník a vanad. Hliník zvyšuje pevnost a snižuje hustotu. Vanad zlepšuje pevnost a tažnost. Nízký obsah intersticiálních prvků kyslík, dusík a uhlík v Ti64ELI mu dává lepší tažnost ve srovnání s Ti64.
Vlastnosti prášku Titanium Ti64ELI
Titanový prášek Ti64ELI má následující vlastnosti:
| Vlastnictví | Hodnota |
|---|---|
| Hustota | 4,43 g/cm3 |
| Bod tání | 1604-1660°C |
| Tepelná vodivost | 6,7 W/m-K |
| Elektrický odpor | 170 μΩ-cm |
| Youngův modul | 114 GPa |
| Pevnost v tahu | 895-930 MPa |
| Mez kluzu | 825-875 MPa |
| Prodloužení | 10-15% |
| Poissonův poměr | 0.32-0.34 |
| Únavová pevnost | 400 MPa |
Hlavní přednosti:
- Nízká hustota ve srovnání s ocelí
- zachovává si pevnost a houževnatost při kryogenních teplotách
- Pevnější než komerčně čistý titan
- Nižší tažnost než tvářený Ti64, ale dostačující pro většinu aplikací
- Vynikající odolnost proti korozi díky stabilní ochranné oxidové vrstvě
Aplikace prášku Titanium Ti64ELI
| Průmysl | Aplikace | Vlastnosti s pákovým efektem |
|---|---|---|
| Aerospace | * Součásti motoru (lopatky ventilátoru, kotouče kompresoru) * Rámy letadel (komponenty podvozků, žebra křídel) * Turbíny (skříně, lopatky) * Upevňovací prvky * Převody * Hydraulické systémy (potrubí, armatury) | * Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti: Snižuje hmotnost při zachování strukturální integrity pro lepší spotřebu paliva a kapacitu užitečného zatížení. * Vynikající odolnost proti únavě: Odolává opakovaným zátěžovým cyklům, ke kterým dochází během letu, čímž se prodlužuje životnost součástí. * Vynikající odolnost proti korozi: Funguje dobře v drsném prostředí s vysokou vlhkostí a vystavením odmrazovacím kapalinám. |
| Lékařské a zubní služby | * Ortopedické implantáty (kostní dlahy, šrouby, kyčelní náhrady) * Protetika (kolena, kyčle, paže) * Chirurgické nástroje (skalpely, kleště) * Zubní implantáty | * Biokompatibilita: Bezpečné pro implantaci do těla, minimalizující riziko odmítnutí. * Mimořádná pevnost a houževnatost: Poskytuje podporu a stabilitu kostí a kloubů. * Odolnost proti korozi: Brání růstu bakterií a zajišťuje dlouhou životnost implantátu v těle. * Tvarovatelnost: Umožňuje vytvářet složité implantáty specifické pro pacienta prostřednictvím aditivní výroby. |
| Automobilový průmysl | * Ventily (sání, výfuk) * Spojovací tyče * Komponenty závodních vozů (díly odpružení, ochranné klece) | * Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti: Snižuje hmotnost pro lepší výkon a manipulaci. * Výjimečná únavová pevnost: Odolává vysokému namáhání během jízdy a závodních podmínek. * Dobrá tepelná odolnost: Udržuje výkon v horkém prostředí motoru. * Odolnost proti korozi: Odolává působení posypových solí a jiných korozivních prvků. |
| Námořní | * Vrtule * Čerpadla * Hřídele * Potrubí a armatury | * Vynikající odolnost proti korozi: Funguje dobře v prostředí se slanou vodou, zabraňuje degradaci a zajišťuje dlouhou životnost. * Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti: Snižuje hmotnost součástí pro lepší stabilitu plavidla a úsporu paliva. * Dobrá únavová pevnost: Odolává stálému namáhání, které se vyskytuje při působení vln a oceánských proudů. * Odolnost proti kavitaci: Zachovává strukturální integritu, když je vystavena tvorbě a kolapsu bublin ve vodě. |
| Chemické zpracování | * Výměníky tepla * Ventily * Potrubí pro manipulaci s korozivními chemikáliemi | * Výjimečná odolnost proti korozi: Odolává napadení širokou škálou chemikálií a zajišťuje bezpečný a spolehlivý provoz. * Vysoká pevnost a houževnatost: Zachovává strukturální integritu pod tlakem a při zvýšených teplotách. * Biokompatibilita (v určitých aplikacích): Vhodné pro manipulaci s chemikáliemi používanými při výrobě léčiv a zdravotnických prostředků. |
| Sportovní zboží | * Golfové hole (ovladače, žehličky) * Rámy na kola * Tenisové rakety | * Vysoký poměr pevnosti k hmotnosti: Vytváří lehké vybavení pro lepší rychlost a sílu švihu. * Dobrá únavová pevnost: Odolává opakovaným nárazům během používání. * Nastavitelná tuhost: Umožňuje přizpůsobit vybavení individuálním preferencím hráče. * Odolnost proti korozi (v určitých aplikacích): Zajišťuje životnost zařízení v různých povětrnostních podmínkách. |
Specifikace prášku Titanium Ti64ELI
Titanový prášek Ti64ELI je k dispozici v následujících specifikacích:
| Parametr | Podrobnosti |
|---|---|
| Velikosti částic | 15-45 mikronů |
| Způsob výroby | Rozprašování plynu |
| Tvar částice | Sférické |
| Distribuce velikosti | D10: 20 mikronů, D50: 35 mikronů, D90: 40 mikronů |
| Zdánlivá hustota | ~2,2 g/cc |
| Klepněte na položku Hustota | ~3,2 g/cc |
| Tekutost | Vynikající |
| Normy | ASTM B348 Třída 23 |
Větší velikosti částic 63-106 mikronů mohou být vyrobeny na zakázku na základě požadavků aplikace. Pro surovinu pro vstřikování kovů jsou k dispozici jemnější velikosti částic.
Dodavatelé a ceny prášku Titanium Ti64ELI
Některé z hlavních dodavatelů a podrobnosti o cenách pro titanový prášek Ti64ELI zahrnují:
| Dodavatel | Ceny |
|---|---|
| AP&C | $88/kg pro objednávky >1000 kg |
| Arcam AB | $75/kg pro objednávky >500 kg |
| Technika TLS | 100 €/kg pro objednávky >100 kg |
| Technologie LPW | 70-90 GBP/kg pro objednávky >100 kg |
| Prášek CNPC | $80-100/kg pro >100 kg |
Ceny se liší od $70-100 za kg na základě objednaného množství, distribuce velikosti částic a umístění. Malé množství a výzkumné vzorky mohou stát přes $500/kg.
Srovnání mezi prášky Titanium Ti64 a Ti64ELI
Zde je srovnání mezi titanovými slitinami Ti64ELI a Ti64:
| Parametr | Ti64ELI | Ti64 |
|---|---|---|
| Intersticiální O, C, N | Dolní | Vyšší |
| Tažnost | Vyšší | Dolní |
| Houževnatost | Lepší | Špatný |
| Svařitelnost | Vynikající | Mírný |
| Odolnost proti korozi | Srovnatelné | Srovnatelné |
| Síla | Srovnatelné | Srovnatelné |
| Náklady | Vyšší | Dolní |
| AM vhodnost | Vynikající | Mírný |
Výhody Ti64ELI oproti Ti64
| Vlastnosti | Ti64ELI | Ti64 |
|---|---|---|
| Tažnost a houževnatost | Superior | Dolní |
| Popis | Ti64ELI vykazuje větší schopnost deformace pod napětím bez porušení (tažnost) a vynikající odolnost proti šíření trhlin (houževnatost). Díky tomu je ideální pro aplikace, které jsou vystaveny nárazům nebo vysokému namáhání, což snižuje riziko katastrofického selhání. | Popis |
| Svařitelnost | Vynikající | Mírný |
| Popis | Díky nižším úrovním intersticiálních prvků, jako je kyslík, dusík a uhlík, svařuje Ti64ELI s minimálním praskáním nebo křehkostí. To umožňuje vytváření složitých struktur spojením více dílů Ti64ELI při zachování pevných a spolehlivých spojení. | Popis |
| Vhodnost aditivní výroby (AM). | Vynikající | Mírný |
| Popis | Nižší intersticiální obsah a vynikající tažnost Ti64ELI z něj činí preferovanou volbu pro procesy 3D tisku, jako je fúze práškového lože. To znamená nižší riziko praskání během procesu tisku a hotové díly s lepšími mechanickými vlastnostmi. | Popis |
| Odolnost proti vodíkové křehkosti | Odolnější | Méně odolné |
| Popis | Nižší intersticiální obsah Ti64ELI minimalizuje absorpci vodíku, což je hlavní příčina křehnutí (ztráta tažnosti) u slitin titanu. To je zásadní pro díly vystavené vodíkovému prostředí, jako jsou díly používané při chemickém zpracování nebo hlubokomořských aplikacích. | Popis |
| Reakce na tepelné zpracování | Může dosáhnout vyšších úrovní síly | Nižší dosažitelná pevnost |
| Popis | Díky svému nižšímu intersticiálnímu obsahu může být Ti64ELI tepelně zpracován pro dosažení vyšších úrovní pevnosti ve srovnání s Ti64. To umožňuje širší rozsah mechanických vlastností v závislosti na specifických potřebách aplikace. | Popis |
| Náklady | Vyšší | Dolní |
| Popis | Přísnější kontrola intersticiálních prvků a další kroky zpracování spojené s výrobou Ti64ELI vedou k vyšším nákladům na materiál ve srovnání s Ti64. | Popis |
Omezení Ti64ELI vs Ti64
| Vlastnictví | Ti64 | Ti64ELI |
|---|---|---|
| Pevnost v tahu (MPa) | 896-1034 | 827-965 |
| Mez kluzu (MPa) | 758-903 | 703-831 |
| Prodloužení (%) | 10-15 | 15-20 |
| Houževnatost (lomová houževnatost) | Mírný | Vysoký |
| Svařitelnost | Dobrý | Vynikající |
| Tvařitelnost | Dobrý | Vynikající |
| Biokompatibilita | Dobrý | Vynikající |
Výhody a nevýhody prášku Titanium Ti64ELI
| Klady | Nevýhody |
|---|---|
| Vynikající poměr pevnosti k hmotnosti | Vysoká cena |
| Vynikající odolnost proti korozi | Reaktivita při vysokých teplotách |
| Odemykání složitých geometrií pomocí 3D tisku | Nižší tažnost ve srovnání s čistým titanem |
| Biokompatibilní a podporuje osseointegraci | Výzvy v obrábění |
| Konzistentní vlastnosti materiálu | Náchylnost na vodíkovou křehkost |
Nejčastější dotazy
Otázka: Jaký je rozdíl mezi Ti64ELI a Ti64?
Odpověď: Ti64ELI má nižší intersticiální kyslík, dusík a uhlík ve srovnání s Ti64. To dává Ti64ELI lepší tažnost a lomovou houževnatost.
Otázka: Jaké jsou aplikace prášku Ti64ELI?
Odpověď: Klíčovými aplikacemi jsou letecké komponenty, lékařské implantáty, automobilové díly a 3D tisk. Je široce používán v průmyslových odvětvích, kde je vyžadována vysoká pevnost, nízká hmotnost a odolnost proti korozi.
Otázka: Jaká velikost částic se používá pro AM?
Odpověď: Velikost částic 15-45 mikronů se doporučuje pro AM procesy fúze práškového lože, jako je selektivní laserové tavení (SLM) a tavení elektronovým paprskem (EBM).
Otázka: Jaké jsou výhody Ti64ELI oproti nerezové oceli?
Odpověď: Ti64ELI má vyšší poměr pevnosti k hmotnosti, lepší odolnost proti korozi a vynikající biologickou kompatibilitu ve srovnání s nerezovou ocelí. Ti64ELI je však také dražší.
Otázka: Jaké následné zpracování je vyžadováno u dílů Ti64ELI AM?
Odpověď: Díly AM mohou vyžadovat izostatické lisování za tepla (HIP), tepelné zpracování a obrábění k dosažení požadovaných rozměrů, povrchové úpravy a vlastností materiálu.
Otázka: Lze díly Ti64ELI svařovat za účelem opravy nebo spojování?
Odpověď: Ano, Ti64ELI má vynikající svařitelnost. Ke svařování dílů Ti64ELI lze použít laserové svařování, svařování elektronovým paprskem a obloukové svařování. Aby se zabránilo oxidaci, je nutné správné stínění.
Závěr
Stručně řečeno, titanový prášek Ti64ELI nabízí vynikající kombinaci vysoké pevnosti, nízké hmotnosti, odolnosti proti korozi, biokompatibility, zpracovatelnosti a tepelné zpracovatelnosti. Jeho aplikace pokrývají letecký, lékařský, automobilový, chemický a spotřebitelský sektor. Díky aditivní výrobě lze složité díly Ti64ELI 3D tisknout přímo z CAD dat pro výrobu lehkých konstrukčních součástí na vyžádání. Ti64ELI je však dražší než Ti64 a je náročný na obrábění. Celkově Ti64ELI představuje schopnosti za hranicemi konvenčních titanových slitin.
Sdílet na
MET3DP Technology Co., LTD je předním poskytovatelem řešení aditivní výroby se sídlem v Qingdao v Číně. Naše společnost se specializuje na zařízení pro 3D tisk a vysoce výkonné kovové prášky pro průmyslové aplikace.
Dotaz k získání nejlepší ceny a přizpůsobeného řešení pro vaše podnikání!
Související články
O Met3DP
Nedávná aktualizace
Náš produkt
KONTAKTUJTE NÁS
Nějaké otázky? Pošlete nám zprávu hned teď! Po obdržení vaší zprávy obsloužíme vaši žádost s celým týmem.
Kovové prášky pro 3D tisk a aditivní výrobu
SPOLEČNOST
PRODUKT
kontaktní informace
- Město Qingdao, Shandong, Čína
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731