Порошок алюминида титана

Алюминид титана относится к классу легких, высокопрочных интерметаллических сплавов, состоящих из титана и алюминия. Данное руководство служит справочником по алюминиду титана в виде порошка, в котором рассматриваются методы производства, состав, ключевые характеристики и параметры, поставщики и цены, различные сферы конечного применения в различных отраслях, часто задаваемые вопросы и многое другое.

Обзор Порошок алюминида титана

Порошок алюминида титана включает в себя специальные сплавы с высоким содержанием титана, содержащие значительное количество алюминия. Ключевые атрибуты:

• Состав: Титан + алюминий + другие элементы
• Производство: Газовое распыление в мелкий порошок
• Форма частиц: В основном сферические
• Размеры зерен: От микронов до 100 микрон
• Плотность: 3,7-4,25 г/см3
• Основные характеристики: Устойчивость к экстремальному нагреву и окислению

Смешивание титана и алюминия позволяет получить уникальные легкие кристаллические структуры с улучшенными свойствами по сравнению с обычными сплавами, что обеспечивает универсальность в высокоэффективных применениях при температурах до ~750°C.

Виды порошка алюминида титана

Регулируя содержание алюминия и добавляя модификаторы, алюминиды титана приобретают специфические микроструктуры и характеристики:

Тип	Состав	Черты
α2 Ti3Al	Ti-25Al	Повышенная прочность Хорошая коррозионная стойкость
γ TiAl	Ti-48Al	Лучшая стойкость к окислению Хорошая прочность при ползучести
α2 + γ TiAl	Ti-45Al	Баланс между прочностью, пластичностью и защитой окружающей среды

Таблица 1: Распространенные варианты порошка алюминида титана по металлическим составляющим и свойствам

Система γ-TiAl обеспечивает наилучший удельный предел текучести при высоких температурах, сохраняя при этом более низкую плотность по сравнению с никелевыми суперсплавами. Дополнительные элементы дополнительно регулируют свойства.

Методы производства

Коммерческие производственные процессы для создания порошка алюминида титана включают в себя:

• Газовая атомизация - Инертный газ расщепляет поток расплавленного сплава на мелкие капли
• Плазменный процесс с вращающимися электродами - Центробежная дезинтеграция прядильного электрифицированного расплава
• Конденсация инертного газа - Испаренный сплав конденсируется в наночастицы

Настройка таких параметров обработки, как скорость потока газа, перепады давления и профили охлаждения, позволяет подобрать гранулометрический состав порошка, морфологию зерен и внутреннюю микроструктуру в соответствии с требованиями приложения.

Свойства Порошок алюминида титана

Физические свойства

Атрибут	Подробности
Государство	Твердый порошок
Цвет	Темно-серый
Запах	Без запаха
Кристаллическая структура	Тетрагональный, гексагональный, орторомбический в зависимости от сплава
Плотность	3,7-4,25 г/см3

Механические свойства

Измерение	Значение
Прочность на разрыв	500-900 МПа
Прочность на сжатие	1000-1800 МПа
Твердость	350-450 HV
Вязкость разрушения	15-35 МПа√м

Тепловые свойства

Метрика	Рейтинг
Температура плавления	1350-1450°C
Теплопроводность	4-8 Вт/мК
Коэффициент теплового расширения	11-13 x10-6 K-1
Максимальная температура эксплуатации	750 °C (~1400 °F)

Таблица 2: Обзор основных физико-механических и термических свойств порошка алюминида титана

Это исключительное сочетание низкой плотности с термостойкостью и устойчивостью к воздействию окружающей среды позволяет использовать их в авиации, автомобилестроении, энергетике и химических системах.

Технические характеристики

В продаже имеется порошок алюминида титана, соответствующий стандартным спецификациям:

Распределение по размерам

Стандарт	Микроны	Метод производства
Fine	0-25	Распыление газа
Средний	25-45	Распыление газа
Грубая	45-105	Плазменный вращающийся электрод

Химическая чистота

Класс	Алюминий %	Кислород ppm
Стандарт	48-50%	3000+
Высокая	45-50% ± 2%	<3000 ppm
Ультравысокий	45-50% ± 1%	<1000 ppm

Таблица 3: Типичные диапазоны размеров, содержание алюминия и степень чистоты порошка алюминида титана

Более строгий отбор по размерам частиц, однородности состава и наличию примесей кислорода обеспечивает точность работы, но повышает стоимость.

Производители порошка алюминида титана

Специализированные производители предлагают коммерческие объемы по чистоте и размерам:

Компания	Фирменные наименования	Диапазон цен
Sandvik	TiAl Osprey®	$140-450/кг
Praxair	Алюминиды титана	$100-425/кг
Atlantic Equipment Engineers	Порошки AEE TiAl	$130-500/кг
Special Metals Corp	Предварительно легированный TiAl	$155-425/кг

Таблица 4: Выберите авторитетных производителей порошка алюминида титана и ценовые диапазоны

Цены варьируются в зависимости от количества закупок, требований к испытаниям/сертификации, оптимизации сплавов и прочего - запрашивайте текущие котировки напрямую. Могут быть доступны небольшие образцы.

Применение Порошок алюминида титана

Сектор	Используется	Преимущества
Аэрокосмическая промышленность	Компоненты реактивных двигателей, планеры	Экономия веса, термостойкость
Автомобильная промышленность	Колеса турбокомпрессора, клапаны	Повышение эффективности
Промышленность	Теплообменники, реакторы	Прирост производительности
Нефть и газ	Скважинные инструменты, подводные	Повышение надежности

Таблица 5: Основные области применения алюминида титана с использованием ключевых свойств порошка

Небольшой вес и лучшая экологическая устойчивость при высоких температурах по сравнению с существующими материалами способствуют их внедрению, несмотря на более высокую стоимость единицы продукции.

Сравнительные плюсы и минусы

Преимущества алюминидов титана

• Более низкая плотность по сравнению с никелевыми суперсплавами - 25-35% меньший вес
• Сохраняет более высокую удельную прочность по сравнению с 50% до 750°C
• Превосходная устойчивость к окислению и горению по сравнению со сталями
• Возможность переработки в компоненты сетчатой формы

Проблемы, которые нужно преодолеть

• Высокая стоимость материалов - в 5 раз выше стоимости стальных альтернатив
• Более низкая пластичность/предел прочности при комнатной температуре
• Требуются защитные покрытия для некоторых химикатов
• Моделирование и обеспечение качества в аддитивных технологиях

Баланс между улучшенными тепловыми характеристиками и факторами производства и цены за деталь определяет перспективность применения.

Вопросы и ответы

Вопрос: В каких отраслях используется порошок алюминида титана в сравнении с сыпучими формами?

О: Тонкие порошковые морфологии специально подходят для аддитивного производства, чтобы создавать сложные аэрокосмические и автомобильные компоненты. Объемные формы используются для металлургии слитков.

Вопрос: Какая последующая обработка используется для деталей из алюминида титана, изготовленных аддитивным способом?

Большинство компонентов, изготовленных методом аддитивного производства, требуют горячего изостатического прессования (HIP) и термической обработки для достижения полной консолидации плотности и оптимальной микроструктуры. Затем выполняется минимальная механическая обработка.

Вопрос: Как долго может храниться неиспользованный порошок алюминида титана в закрытом виде?

О: При правильном хранении в инертной среде порошок алюминида титана служит 12-24 месяца, прежде чем значительное окисление и деградация повлияют на расход или производительность.

Вопрос: Каковы направления исследований в области улучшения качества алюминидов титана?

О: Продолжаются работы по моделированию динамики затвердевания для методов AM, снижению стоимости материалов за счет альтернативных методов производства и повышению пластичности при комнатной температуре.

узнать больше о процессах 3D-печати