Polvos de aleación de titanio y molibdeno

Índice

polvos de aleación de titanio y molibdeno mejorar la resistencia a altas temperaturas y a la fluencia para diseños aeroespaciales ligeros. Esta guía repasa las composiciones del polvo de aleación de TiMo, las características clave, los métodos de producción, las aplicaciones adecuadas, las especificaciones, las consideraciones de compra, las comparaciones entre proveedores y las ventajas e inconvenientes.

polvos de aleación de titanio y molibdeno Composición típica

Grado de aleaciónTitanio (%)Molibdeno (%)
Ti-6Al-7Nb (IMI 550)Saldo7%
Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2SiSaldo15%
Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn (Ti-11)Saldo11.5%
Ti-15Mo-5Zr-3AlSaldo15%

Niveles de molibdeno entre 7% y 15% eficaces para el refuerzo a alta temperatura. Otros elementos como el niobio, el circonio y el estaño mejoran aún más las propiedades de fluencia.

polvos de aleación de titanio y molibdeno

Características y propiedades

AtributoDetalles
Forma de las partículasEsférica por atomización con gas inerte
Oxígeno ppmPor debajo de 500 ppm
Densidad típica4,5 g/cc
Conductividad térmica4-6 W/mK
Resistencia a altas temperaturas100 MPa a 500°C
Resistencia a la corrosiónForma una película protectora de TiO2

La naturaleza particulada, el bajo contenido de oxígeno y las composiciones a medida son idóneos para la fabricación aditiva o la sinterización de componentes de alto rendimiento.

Métodos de producción

MétodoDescripción del proceso
Atomización de gasEl gas inerte desintegra el flujo de aleación fundida en polvo
Atomización por plasmaMuy limpio pero menor producción de polvo frente a la atomización con gas
DEBERESEsferoidización de polvos existentes mediante refundición
Hidruro-dehidruroTiH2 intermedio quebradizo para la trituración

El plasma y la atomización con gas ofrecen la mejor calidad, aunque son más caros que las rutas secundarias como PREP y HDH.

Aplicaciones del polvo de aleación de TiMo

IndustriaEjemplos de componentes
AeroespacialPalas de turbina, carcasas, trenes de aterrizaje
Generación de energíaIntercambiadores de calor, tuberías de vapor
Tratamiento químicoBiorreactores, recipientes de reacción
MarinaEjes de hélice, cúpulas de sonar
Perforaciones petrolíferas y de gasHerramientas y pozos geotérmicos

La combinación de alta resistencia, bajo peso y resistencia a la corrosión es idónea para las aleaciones de TiMo en entornos exigentes, como los motores de aviación o las perforaciones marinas.

Especificaciones

EstándarGrados cubiertos
ASTM B862Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo
ASTM B348Barras y tochos de titanio y aleaciones de titanio
AIMS 04-18Norma para piezas de titanio AM

El Instituto AMPM (American Powder Metallurgy) y la IPS (International Powder Metallurgy Standards Organization) también cubren diversos grados de Ti.

Proveedores mundiales y gama de precios

EmpresaTiempo de esperaPrecios
TLS Técnica16 semanas$300 - $900/kg
Sandvik12 semanas$350 - $1000/kg
Atlantic Equipment14 semanas$320 - $850/kg

Precios para lotes de más de 100 kg. Prima para polvo esférico y con bajo contenido en oxígeno. Las cantidades superiores a 500 kg ofrecen descuentos 20%+.

Pros y contras

VentajasDesafíos
Excelente resistencia a altas temperaturasAlto coste de las materias primas
Resistente a la corrosión en muchos entornosPlazos de entrega más largos para aleaciones personalizadas
Flexibilidad en el diseño de aleaciones personalizadasCadena de suministro global limitada en la actualidad
Compatible con métodos de polvo AMA menudo es necesario un tratamiento posterior después de AM
Excelente resistencia a la fluenciaRequisitos estrictos sobre oxígeno/nitrógeno

Los polvos de TiMo permiten nuevos diseños de componentes y construcciones ligeras, pero el uso de aleaciones de titanio plantea retos únicos de fabricación y manipulación de polvos.

polvos de aleación de titanio y molibdeno

PREGUNTAS FRECUENTES

¿Qué rango de tamaño de partícula es óptimo para la impresión 3D por chorro de aglutinante?

Alrededor de 30 a 50 micras facilitan una mayor densidad del lecho de polvo y una saturación eficiente del líquido, necesaria para unir las capas correctamente. Los polvos demasiado finos perjudican el rendimiento.

¿Qué causa la contaminación durante la atomización con gas de aleaciones de Ti?

La captación de oxígeno de cualquier fuga de aire degrada la pureza del polvo, de ahí la necesidad de estrictos controles del proceso. Los agentes de separación del horno y los crisoles de fusión son otras fuentes de contaminación que requieren consumibles de alta pureza.

¿Por qué es difícil conseguir un alto contenido de Mo en las aleaciones basadas en Ti?

Se producen pérdidas excesivas de molibdeno por evaporación por encima de los niveles 25% durante la fusión por inducción en vacío y las fases posteriores de refundición. Las medidas de mitigación incluyen cubrir las piscinas de fusión o utilizar técnicas de crisol frío.

¿Cómo debe almacenarse el polvo de titanio?

Dentro de recipientes sellados bajo gas de cobertura inerte o al vacío. Manipulado y almacenado para excluir la absorción de humedad que causa la decadencia y la alta impureza de osyggen o nitrógeno.

¿Cuáles son los defectos más comunes en la impresión AM de aleaciones de titanio?

Porosidad por átomos de gas atrapados, falta de defectos de fusión, agrietamiento por tensión residual, polvo no fundido atrapado en el interior de volúmenes cerrados. Requiere una optimización integrada de los parámetros que tenga en cuenta la estrategia de exploración, el aporte de energía, etc.

Conclusión

En resumen, polvos de aleación de titanio y molibdeno proporcionan propiedades personalizadas de alta temperatura y resistencia a la corrosión, vitales para producir componentes de próxima generación en los sectores aeroespacial, energético y otros sectores exigentes mediante pulvimetalurgia o fabricación aditiva.

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