Титан Ti6Al4V ELI порошок

Титановый порошок Ti6Al4V ELI занял свою нишу в производстве высокопроизводительных деталей методом аддитивного производства в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и специальной промышленности. Его индивидуально подобранный состав минимизирует количество вредных примесей, сохраняя при этом прочность, сопротивление разрушению и биосовместимость, присущие титановому сплаву.

Низкая стоимость заказа

Обеспечиваем низкую минимальную партию заказа для удовлетворения различных потребностей.

OEM И ODM

Предоставление индивидуальных продуктов и услуг по проектированию для удовлетворения уникальных потребностей заказчиков.

Достаточный запас

Обеспечить быструю обработку заказов и предоставить надежный и эффективный сервис.

Удовлетворенность клиентов

Обеспечивать высокое качество продукции, ставя во главу угла удовлетворение потребностей клиентов.

поделиться этим продуктом

Оглавление

Обзор

Титановый порошок Ti6Al4V ELI - это высокопроизводительный титановый сплав, широко используемый в 3D-печати, аддитивном производстве и литье металлов под давлением в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и других ответственных отраслях.

Ti6Al4V ELI - это "сверхнизкий интерстициальный" вариант титана Grade 5, который содержит меньшее количество кислорода, азота, углерода и железа по сравнению со стандартным Ti6Al4V. Это позволяет повысить пластичность, вязкость разрушения, усталостную прочность и сопротивление высокотемпературной ползучести.

В качестве сырья для металлического порошка Ti6Al4V ELI позволяет изготавливать сложные геометрические формы и легкие высокопрочные конструкции методом порошкового наплавления и 3D-печати с направленным энергетическим осаждением. Детали могут быть изготовлены с тонкой отделкой поверхности и механическими свойствами, сравнимыми с традиционными коваными или литыми компонентами из Ti6Al4V.

Ниже мы рассмотрим порошок Ti6Al4V ELI более подробно, включая состав, свойства, технические характеристики, цену, применение и сравнение с альтернативными вариантами, такими как порошки титана CP и нержавеющей стали.

Состав

Титановый порошок Ti6Al4V ELI имеет следующий номинальный состав:

ЭлементВес %
Алюминий (Al)5.5 – 6.75
Ванадий (V)3.5 – 4.5
Кислород (O)<= 0.13
Азот (N)<= 0.05
Углерод (C)<= 0.08
Водород (Н)<= 0.0125
Железо (Fe)<= 0.25
Титан (Ti)Баланс

Ключевые легирующие элементы - алюминий и ванадий - служат для укрепления титановой матрицы за счет механизмов упрочнения твердым раствором и закалки осадком при термообработке.

Вариант ELI обеспечивает строгий контроль содержания таких интерстициальных примесей, как O, N, C и Fe, чтобы минимизировать негативное влияние на пластичность и сопротивление разрушению при высоких температурах.

Свойства

Ниже приведены некоторые ключевые свойства сплава Ti6Al4V ELI в виде предварительно легированного порошка:

Механические свойства

НедвижимостьЗначение
Прочность на разрыв≥ 895 МПа (130 ksi)
Предел текучести≥ 825 МПа (120 ksi)
Удлинение≥ 10%
Твердость334 HV (32 HRC)

Физические свойства

НедвижимостьЗначение
Плотность4,43 г/см3
Температура плавления1604 - 1660 °C (2920 - 3020 °F)
Теплопроводность6,7 Вт/м-К
Электрическое сопротивление170 - 190 мкм-см

Свойства печати

НедвижимостьЗначение
Процесс печатиЛазер - PBF, EBM<br>Дуга - DED
Размер частиц15 - 45 мкм
Кажущаяся плотность≥ 2,7 г/см3
Скорость потока≥ 30 с/50 г

Условия обслуживания

НедвижимостьЗначение
Максимальная температура эксплуатации400 - 500 °C (750 - 930 °F)
Коррозионная стойкостьПревосходно в целом
СвариваемостьОтличный
ТермообработкаРешение лечить + возраст

Приложения

Уникальные свойства порошка титанового сплава Ti6Al4V ELI делают его пригодным для:

Аэрокосмическая промышленность

  • Конструктивные кронштейны, корпуса, компоненты двигателя
  • Детали планера и вертолетов, крылья, фюзеляжи
  • Двигательные установки космических аппаратов, тяговые сопла

Медицина и стоматология

  • Ортопедические имплантаты - фиксация тазобедренного, коленного суставов, позвоночника
  • Зубные имплантаты, коронки, мосты, абатменты

Автомобильная промышленность

  • Шатуны, клапаны, колеса турбокомпрессора
  • Моторное спортивное оборудование - блоки цилиндров, тормозные суппорты

Химическая

  • Реакторные сосуды, теплообменники, трубы, резервуары
  • Насосы, клапаны, реакционные башни, скрубберы

Другое

  • Спортивные товары - велосипеды, клюшки для гольфа, рамы
  • Защита - бронемашины, бронепластины
  • Энергетика - устьевые компоненты, концевые детали для жидкостей

В следующей таблице приведены некоторые типичные области применения компонентов Ti6Al4V ELI, изготовленных с помощью технологий металлического AM:

ПромышленностьПриложенияПреимущества
Аэрокосмическая промышленностьЛопатки турбины, кронштейны двигателяСнижение веса, производительность
БиомедицинаБедренные, черепные имплантатыБиосовместимость, остеоинтеграция
Автомобильная промышленностьШатуны, тормозные суппортыОблегчение, нестандартные геометрические формы
ЭнергияКонцевые детали для жидкостей, устьевые компонентыУстойчивость к коррозии, снижение складских запасов

Аддитивное производство с использованием порошка Ti6Al4V ELI ценится за то, что позволяет:

  • Снижение веса - легче, чем сталь, никелевые сплавы
  • Консолидация деталей - меньше крепежа и сварных швов
  • Индивидуальные геометрии - оптимизация топологии
  • Сокращение отходов - минимальное использование сырья
  • Производство точно в срок - сокращение времени выполнения заказа

Технические характеристики

Порошок титана Ti6Al4V ELI доступен в соответствии со следующими спецификациями:

СтандартТип/класс ОбозначениеПределы состава
ASTM F2924Ti6Al4V ELIПределы содержания O, Fe, N, C в соответствии с ASTM F136
ASTM F300123 класс ELIAl, V, O, N, C
ISO 23377Ti6Al4V ELIO, N, C, H пределы

Популярными типоразмерами, соответствующими стандарту ASTM B214, являются:

КлассРазмер частиц (мкм)Содержание кислорода (%)
-100+325 меш45 - 1490.08 - 0.13
-200 меш≤ 75≤ 0.14
-325 меш≤ 45≤ 0.12

Для печати с высоким разрешением могут быть доступны частицы размером до 10 мкм.

Поставщики и ценообразование

Ниже приведена таблица нескольких ведущих мировых поставщиков порошка Ti6Al4V ELI и типичные цены в долларах США за килограмм:

ПоставщикЦенообразование ($/кг)
AP&C$275 – $325
Столярная присадка$250 – $300
GKN Hoeganaes$290 – $380
Praxair$310 – $350
Sandvik Osprey$280 – $335

Средняя цена на 2024 год составляет около $300/кг для порошка Ti6Al4V ELI, соответствующего ASTM F2924 или аналогичным спецификациям, разработанным для использования в AM.

В качестве премиум-класса порошки ELI имеют ценовую премию почти в 100% по сравнению со стандартными порошками Ti6Al4V (~$150-$200/кг).

Факторы, влияющие на цену, включают объем заказа, гранулометрический состав, содержание интерстиций, морфологию, кажущуюся плотность и характеристики текучести.

Сравнения

Ti6Al4V ELI против Ti6Al4V

  • Варианты со сверхнизким содержанием интерстиция (ELI) более чистые, пластичные, жесткие и стабильные.
  • Сорта ELI отличаются пониженным содержанием кислорода, азота, углерода и железа.
  • Ti6Al4V ELI стоит примерно на 100% дороже, чем порошок Ti6Al4V.
  • В остальном свойства очень похожи - Ti6Al4V обеспечивает адекватные характеристики для большинства применений.
  • Такие отрасли, как аэрокосмическая, требуют применения марок ELI для критических вращающихся деталей в реактивных двигателях и рамах самолетов.

Ti6Al4V ELI против CP Титан класса 2

  • Ti6Al4V ELI обладает более высокой прочностью - более чем на 50% увеличивается предел прочности и текучести.
  • Он сохраняет биосовместимость и коррозионную стойкость титана CP.
  • Легирующие добавки делают Ti6Al4V менее пластичным, но поддающимся термической обработке для упрочнения.
  • CP Ti Grade 2 имеет меньшую твердость и быстрее изнашивается в процессе эксплуатации, но стоит дешевле.
  • Оба материала популярны для изготовления ортопедических имплантатов, таких как эндопротезы тазобедренных и коленных суставов.

Ti6Al4V ELI против нержавеющей стали 316L

  • Ti6Al4V ELI обладает меньшей плотностью - почти в два раза меньше, чем у стали 316L, поэтому имеет меньший вес.
  • Благодаря низкой плотности он обладает в 2-3 раза более высокой удельной прочностью.
  • Сталь проще/дешевле в обработке, но подвержена коррозии

Ti6Al4V ELI против Inconel 718

  • Прочность на разрыв у сплава Inconel 718 на 50% выше, чем у отожженного сплава Ti6Al4V ELI.
  • Однако плотность инконеля почти в два раза выше, что сводит на нет все преимущества в прочности.
  • Ti6Al4V ELI лучше сохраняет прочность при повышенных температурах - до 300°C.
  • Инконель 718 обеспечивает стойкость к окислению до 700°C, но гораздо труднее поддается обработке.
  • Никелевый сплав и титановый порошок широко используются в аэрокосмических двигателях и компонентах планера.

Ti6Al4V ELI в сравнении с кобальт-хромом (CoCr)

  • Будучи биосовместимым металлическим сплавом, CoCr конкурирует с Ti6Al4V ELI в медицинских имплантатах, таких как эндопротезы коленного и тазобедренного суставов.
  • Ti6Al4V ELI обладает более идеальным сочетанием прочности, пластичности и вязкости разрушения.
  • Это способствует лучшей остеоинтеграции и росту костной ткани с течением времени.
  • Сплав CoCr может страдать от вымывания ионов металлов, что приводит к риску воспаления.
  • Ti6Al4V ELI предпочтительнее для ортопедических имплантатов, несущих нагрузку, в то время как CoCr чаще используется в стоматологии.

Плюсы и минусы

Преимущества титана Ti6Al4V ELI:

  • Отличное соотношение прочности и массы
  • Низкая плотность обеспечивает легкость деталей
  • Сохраняет свойства при повышенных температурах
  • Устойчивость к коррозии в суровых условиях
  • Bioinert - предотвращает отторжение тканями человеческого организма
  • Порошковое сырье позволяет создавать сложные, оптимизированные формы с помощью AM
  • Широкий спектр применения в различных отраслях промышленности

Недостатки:

  • Дороже, чем стальные или алюминиевые порошки
  • Более низкая прочность на растяжение и усталость по сравнению с никелевыми сплавами
  • Низкая твердость и износостойкость обусловливают необходимость нанесения покрытий
  • Реакционная способность с кислородом при высоких температурах
  • Меньшая тепло- и электропроводность по сравнению с другими металлами

Заключение

Титановый порошок Ti6Al4V ELI занял свою нишу в производстве высокопроизводительных деталей методом аддитивного производства в аэрокосмической, медицинской, автомобильной и специальной промышленности.

Его специально подобранный состав минимизирует количество вредных примесей, сохраняя при этом прочность, устойчивость к разрушению и биосовместимость, присущие титановому сплаву.

Свобода проектирования деталей, быстрое создание прототипов, сокращение отходов и экономия на складских запасах расширяют рынки сбыта Ti6Al4V ELI.

По мере становления металлического AM можно ожидать широкого распространения за пределами аэрокосмической отрасли: имплантаты, компоненты для автоспорта, оборудование для обработки жидкостей - при условии преодоления ценовых барьеров по сравнению с существующими технологиями, такими как ковка и механическая обработка.

Вопросы и ответы

Вопрос: Что означает обозначение ELI для порошка Ti6Al4V?

О: Аббревиатура ELI означает "extra low interstitial", что отражает более жесткий контроль содержания примесей O, N, C, H для повышения пластичности и вязкости разрушения.

Вопрос: Одобрен ли Ti6Al4V ELI для использования в медицине или аэрокосмической промышленности?

О: Да, ведущие организации по стандартизации, такие как ASTM F2924, ISO 23377, признают композиции Ti6Al4V ELI, которые допускаются для имплантации людям или применения в критических полетах.

Вопрос: Требуется ли для порошка Ti6Al4V ELI последующая обработка горячим изостатическим прессованием (HIP)?

О: Не обязательно - современные AM-машины могут создавать плотные структуры Ti6Al4V с плотностью >99%, конкурирующие с литыми/коваными, без HIP.

Вопрос: Можно ли подвергать термообработке и возрастной закалке 3D-печатные детали из Ti6Al4V ELI?

О: Да, обработка раствором с последующим старением позволяет закалить осадок до 60+ HRC и достичь предельной прочности на разрыв 1 200+ МПа.

Вопрос: Как повторное использование порошка Ti6Al4V ELI влияет на свойства напечатанных деталей?

О: Повторно используемый порошок может подвергаться повышенному воздействию кислорода, ухудшающему пластичность, поэтому для критических применений рекомендуется использовать обновленный порошок.

Вопрос: Требуется ли для сварки Ti6Al4V ELI защита инертным газом?

О: Да, экранирование аргоном высокой чистоты предотвращает обесцвечивание и охрупчивание; также используются гелиевые смеси.

Получить последнюю цену

Для заполнения данной формы включите JavaScript в браузере.
О компании Met3DP
Воспроизвести видео о металлический завод 3dp

ГОРЯЧАЯ РАСПРОДАЖА

CONTACT US

Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.