Введение в порошок титановых сплавов

Порошок титановых сплавов это универсальный конструкционный материал с уникальными свойствами, которые делают его пригодным для передовых применений в различных отраслях промышленности. В этой статье представлен обзор порошковой металлургии титановых сплавов, методов производства, составов, механических и физических свойств, областей применения, технических характеристик, цен, преимуществ и недостатков, а также часто задаваемых вопросов.

Методы производства порошка титановых сплавов

Порошок титановых сплавов может быть произведен различными методами, которые влияют на такие характеристики порошка, как гранулометрический состав, морфология, степень чистоты и другие. Основные способы производства включают:

Каждый метод производства позволяет получить порошок титанового сплава с различными характеристиками, подходящими для применения в различных отраслях промышленности.

Порошковые композиции из титановых сплавов

Порошок титановых сплавов для металлургии состоит из титана, смешанного в основном с алюминием и ванадием, с незначительными добавками железа, кислорода, углерода и азота. Распространенные составы титановых сплавов по массовой доле включают:

Химический состав порошка титановых сплавов может быть подобран таким образом, чтобы оптимизировать характеристики от прочности и твердости до коррозионной стойкости, биологической совместимости, устойчивости к высоким температурам, снижения веса и других приоритетов в зависимости от конечного использования.

Порошок титановых сплавов Свойства

Основные свойства порошковых титановых сплавов, которые используются в различных областях, включают:

Порошковые титановые сплавы обладают улучшенными свойствами, сочетая легкий вес титана с высоким соотношением прочности и веса, вязкостью разрушения, усталостной прочностью и коррозионной стойкостью, подходящими для критических применений.

Применение порошка из титановых сплавов

Легкая прочность, биосовместимость и устойчивость к экстремальным условиям окружающей среды делают титановые сплавы универсальным выбором на всех рынках. Типичные области применения включают:

В этих сложных условиях в различных отраслях используются такие свойства титановых сплавов, как высокое соотношение прочности и веса, усталостная прочность, вязкость разрушения, коррозионная стойкость и биосовместимость.

Технические характеристики порошка из титановых сплавов

Порошки титановых сплавов производятся в стандартных спецификациях по химическому составу, гранулометрическому составу, морфологии и другим параметрам, адаптированным к потребностям аддитивного производства или прессования и спекания.

Выполнение химических анализов в допустимых пределах по кислороду, азоту, углероду, железу и другим микроэлементам очень важно для получения высокоэффективного порошка. Эти характеристики обеспечивают пригодность к обработке в технологиях AM или прессования и спекания.

Сравнение порошков титановых сплавов

Наиболее распространенные варианты порошковых титановых сплавов - Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI и Ti-10V-2Fe-3Al - имеют различные преимущества по свойствам:

Порошок марки Ti-6Al-4V ELI отличается пластичностью, свариваемостью, биосовместимостью и коррозионной стойкостью, но стоит дороже, а сплав Ti-10V-2Fe-3Al превосходит по коррозионной стойкости при более низкой цене, но проигрывает по биомедицинской пригодности по сравнению со сплавами марок 5 и 23.

Цены на порошок из титановых сплавов

Порошок титановых сплавов значительно превосходит по цене стальные порошки благодаря интенсивности обработки и уникальным свойствам:

Стоимость зависит от метода производства, химического состава, распределения размеров, формы и количества заказа. Порошок неправильной формы может быть дешевле, чем сферический. Также применяются надбавки к цене за аргоновую или вакуумную упаковку. Значительные скидки за объем также снижают стоимость за килограмм.

Порошок титановых сплавов Плюсы и минусы

Порошковые титановые сплавы улучшают эксплуатационные характеристики, но требуют больших затрат. Они превосходят сталь по удельной прочности, а также по устойчивости к воздействию окружающей среды, но отстают по абсолютной прочности и стоимости. Короткая усталостная прочность, поглощение водорода и абразивный износ также могут стать проблемой для некоторых титановых сплавов.

ЧАСТО ЗАДАВАЕМЫЕ ВОПРОСЫ

Выводы

Благодаря таким свойствам, как высокая удельная прочность, усталость и коррозионная стойкость, порошки титановых сплавов позволяют создавать более легкие и прочные детали для аэрокосмической, медицинской, автомобильной, энергетической и других ответственных областей применения. Достижения в области порошковой металлургии титана способствуют дальнейшему расширению применения порошков, оптимизированных для методов AM.

Ведущие марки титана Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI и Ti-10V-2Fe-3Al сочетают в себе такие свойства, как прочность, пластичность, вязкость, свариваемость, биологическая совместимость и химическая стойкость по привлекательной цене. Дальнейшее развитие титановых сплавов и прогресс в возможностях AM-технологии металлов ускорят использование титанового порошка для изготовления критически важных компонентов.

узнать больше о процессах 3D-печати