Титановый порошок Ti64ELI: Технический обзор
Оглавление
Титановый порошок Ti64ELI - важный инженерный материал, используемый в различных отраслях промышленности благодаря своим уникальным свойствам и характеристикам. В данной статье представлен полный технический обзор порошка титана Ti64ELI, включающий его состав, свойства, области применения, технические характеристики, цену, преимущества и ограничения.
Обзор титанового порошка Ti64ELI
Титановый порошок Ti64ELI, также известный как Порошок титана 6Al-4V ELIЭто титановый сплав, содержащий в качестве легирующих элементов алюминий и ванадий. Он обладает превосходным соотношением прочности и массы, усталостной прочностью, вязкостью разрушения и коррозионной стойкостью. Порошок Ti64ELI - сверхнизкоинтерстициальный вариант Ti64 с пониженным содержанием кислорода, азота, углерода и железа.
Ti64ELI используется для аддитивного производства, литья металлов под давлением, горячего и холодного изостатического прессования и других процессов порошковой металлургии. С помощью 3D-печати из него можно изготавливать полностью плотные детали сложной формы с тонкой микроструктурой и механическими свойствами, сравнимыми с деформируемыми изделиями из Ti64. Сочетание малого веса, прочности и коррозионной стойкости Ti64ELI позволяет использовать его в аэрокосмической, медицинской, стоматологической, спортивной, автомобильной и морской промышленности.
К числу основных характеристик титанового порошка Ti64ELI относятся:
- Отличная биосовместимость и остеоинтеграция
- Возможность 3D-печати сложных геометрических форм, невозможных при литье/обработке
- Постоянство состава и микроструктуры в 3D-печатных деталях
- Хорошая усталостная прочность и вязкость разрушения
- Меньшее количество интерстициальных элементов, чем в Ti64, обеспечивает повышенную пластичность
- Совместимость с горячим изостатическим прессованием (ГИП) и термообработкой
- Соответствие стандартам ASTM по химическому составу и размеру частиц
Состав титанового порошка Ti64ELI
Типичный химический состав порошка титана Ti64ELI составляет:
Элемент | Вес % |
---|---|
Титан (Ti) | Баланс |
Алюминий (Al) | 5.5-6.75% |
Ванадий (V) | 3.5-4.5% |
Кислород (O) | ≤ 0,13% |
Азот (N) | ≤ 0,05% |
Углерод (C) | ≤ 0,08% |
Железо (Fe) | ≤ 0,25% |
Основными легирующими элементами являются алюминий и ванадий. Алюминий повышает прочность и снижает плотность. Ванадий повышает прочность и пластичность. Низкое содержание междоузельных элементов кислорода, азота и углерода в Ti64ELI обеспечивает ему лучшую пластичность по сравнению с Ti64.
Свойства титанового порошка Ti64ELI
Титановый порошок Ti64ELI обладает следующими свойствами:
Недвижимость | Значение |
---|---|
Плотность | 4,43 г/см3 |
Температура плавления | 1604-1660°C |
Теплопроводность | 6,7 Вт/м-К |
Электрическое сопротивление | 170 мкΩ-см |
Модуль Юнга | 114 ГПа |
Прочность на разрыв | 895-930 МПа |
Предел текучести | 825-875 МПа |
Удлинение | 10-15% |
Коэффициент Пуассона | 0.32-0.34 |
Усталостная прочность | 400 МПа |
Основные моменты:
- Низкая плотность по сравнению со сталями
- Сохраняет прочность и вязкость при криогенных температурах
- Прочнее, чем коммерчески чистый титан
- Более низкая пластичность по сравнению с деформируемым Ti64, но достаточная для большинства применений
- Отличная коррозионная стойкость благодаря устойчивому защитному оксидному слою
Области применения титанового порошка Ti64ELI
Промышленность | Приложения | Задействованная недвижимость |
---|---|---|
Аэрокосмическая промышленность | * Компоненты двигателя (лопатки вентилятора, диски компрессора) * Каркасы самолетов (элементы шасси, ребра крыльев) * Турбины (корпуса, лопатки) * Крепеж * Шестерни * Гидравлические системы (трубы, фитинги) | * Высокое соотношение прочности и веса: Снижение веса при сохранении структурной целостности для повышения топливной эффективности и грузоподъемности. * Отличная усталостная прочность: Выдерживает повторяющиеся циклы нагрузок, возникающие во время полета, увеличивая долговечность компонентов. * Превосходная коррозионная стойкость: Хорошо работает в суровых условиях с высокой влажностью и воздействием противообледенительных жидкостей. |
Медицина и стоматология | * Ортопедические имплантаты (костные пластины, винты, протезы бедра) * Протезы (колени, бедра, руки) * Хирургические инструменты (скальпели, щипцы) * Зубные имплантаты | * Биосовместимость: Безопасен для имплантации в организм, минимизирует риск отторжения. * Выдающаяся прочность и жесткость: Обеспечивает поддержку и стабильность костей и суставов. * Устойчивость к коррозии: Препятствует росту бактерий и обеспечивает долговечность имплантата в организме. * Формоустойчивость: Позволяет создавать сложные, индивидуальные для пациента имплантаты с помощью аддитивного производства. |
Автомобильная промышленность | * Клапаны (впускные, выпускные) * Шатуны * Детали гоночных автомобилей (детали подвески, каркасы) | * Высокое соотношение прочности и веса: Снижение веса для улучшения производительности и управляемости. * Исключительная усталостная прочность: Выдерживает высокие нагрузки, возникающие во время вождения и гонок. * Хорошая термостойкость: Сохраняет работоспособность в условиях горячего двигателя. * Коррозионная стойкость: Выдерживает воздействие дорожных солей и других коррозионных элементов. |
Морской | * Пропеллеры * Насосы * Валы * Трубы и фитинги | * Выдающаяся коррозионная стойкость: Хорошо работает в соленой воде, предотвращая разрушение и обеспечивая длительный срок службы. * Высокое соотношение прочности и веса: Уменьшает вес компонентов для повышения устойчивости судна и топливной эффективности. * Хорошая усталостная прочность: Выдерживает постоянные нагрузки, возникающие при воздействии волн и океанских течений. * Устойчивость к кавитации: Сохраняет целостность конструкции при образовании и схлопывании пузырьков в воде. |
Химическая обработка | * Теплообменники * Клапаны * Трубы для работы с агрессивными химическими веществами | * Исключительная коррозионная стойкость: Противостоит воздействию широкого спектра химических веществ, обеспечивая безопасную и надежную работу. * Высокая прочность и вязкость: Сохраняет структурную целостность под давлением и при повышенных температурах. * Биосовместимость (в некоторых случаях): Подходит для работы с химическими веществами, используемыми в производстве фармацевтических препаратов и медицинских приборов. |
Спортивные товары | * Клюшки для гольфа (драйверы, утюги) * Велосипедные рамы * Теннисные ракетки | * Высокое соотношение прочности и веса: Создает легкое снаряжение для повышения скорости и мощности свинга. * Хорошая усталостная прочность: Выдерживает многократные удары во время использования. * Настраиваемая жесткость: Позволяет подстроить оборудование под индивидуальные предпочтения игрока. * Устойчивость к коррозии (в некоторых случаях): Обеспечивает долговечность оборудования в различных погодных условиях. |
Технические характеристики титанового порошка Ti64ELI
Титановый порошок Ti64ELI выпускается со следующими характеристиками:
Параметр | Подробности |
---|---|
Размеры частиц | 15-45 мкм |
Метод производства | Распыление газа |
Форма частиц | Сферическая |
Распределение по размерам | D10: 20 мкм, D50: 35 мкм, D90: 40 мкм |
Кажущаяся плотность | ~2,2 г/куб. см |
Плотность отвода | ~3,2 г/куб. см |
Текучесть | Отличный |
Стандарты | ASTM B348 Grade 23 |
Более крупные частицы размером 63-106 мкм могут быть изготовлены по индивидуальному заказу в соответствии с требованиями конкретной области применения. Более мелкие частицы могут использоваться в качестве сырья для литья металлов под давлением.
Поставщики и цены на порошок титановый Ti64ELI
К числу основных поставщиков и ценовых характеристик титанового порошка Ti64ELI относятся:
Поставщик | Цены |
---|---|
AP&C | $88/кг для заказов >1000 кг |
Arcam AB | $75/кг для заказов >500 кг |
TLS Technik | €100/кг для заказов >100 кг |
Технология LPW | £70-90/кг для заказов >100 кг |
Порошок CNPC | $80-100/кг для >100 кг |
Цены варьируются в пределах $70-100 за кг в зависимости от объема заказа, гранулометрического состава и местоположения. Стоимость небольших партий и исследовательских образцов может превышать $500/кг.
Сравнение порошков титана Ti64 и Ti64ELI
Приведем сравнение титановых сплавов Ti64ELI и Ti64:
Параметр | Ti64ELI | Ti64 |
---|---|---|
Интерстициальные O, C, N | Нижний | Выше |
Пластичность | Выше | Нижний |
Жесткость | Лучше | Бедный |
Свариваемость | Отличный | Умеренный |
Коррозионная стойкость | Сопоставимый | Сопоставимый |
Прочность | Сопоставимый | Сопоставимый |
Стоимость | Выше | Нижний |
Пригодность АМ | Отличный | Умеренный |
Преимущества Ti64ELI перед Ti64
Характеристика | Ti64ELI | Ti64 |
---|---|---|
Пластичность и вязкость | Superior | Нижний |
Описание | Ti64ELI обладает повышенной способностью деформироваться под нагрузкой без разрушения (пластичность) и превосходной устойчивостью к распространению трещин (вязкость). Это делает его идеальным для применений, подвергающихся ударам или высоким нагрузкам, снижая риск катастрофического разрушения. | Описание |
Свариваемость | Отличный | Умеренный |
Описание | Благодаря низкому содержанию таких промежуточных элементов, как кислород, азот и углерод, сварка Ti64ELI происходит с минимальным растрескиванием или хрупкостью. Это позволяет создавать сложные конструкции путем соединения нескольких деталей из Ti64ELI, сохраняя при этом прочные и надежные соединения. | Описание |
Пригодность аддитивного производства (AM) | Отличный | Умеренный |
Описание | Низкое содержание интерстиция и превосходная пластичность Ti64ELI делают его предпочтительным выбором для процессов 3D-печати, таких как порошковое наплавление. Это позволяет снизить риск образования трещин в процессе печати и получить готовые детали с лучшими механическими свойствами. | Описание |
Устойчивость к водородному охрупчиванию | Более устойчивый | Менее устойчив |
Описание | Низкое содержание интерстициальных частиц в Ti64ELI сводит к минимуму поглощение водорода - основную причину охрупчивания (потери пластичности) в титановых сплавах. Это имеет решающее значение для деталей, подверженных воздействию водородной среды, например, используемых в химической промышленности или глубоководных установках. | Описание |
Реакция на термообработку | Можно достичь более высоких уровней прочности | Снижение достижимой прочности |
Описание | Благодаря меньшему содержанию интерстициальных частиц Ti64ELI может подвергаться термической обработке для достижения более высоких уровней прочности по сравнению с Ti64. Это позволяет расширить диапазон механических свойств в зависимости от конкретных требований. | Описание |
Стоимость | Выше | Нижний |
Описание | Более строгий контроль межзерновых элементов и дополнительные этапы обработки при производстве Ti64ELI приводят к более высокой стоимости материала по сравнению с Ti64. | Описание |
Ограничения Ti64ELI по сравнению с Ti64
Недвижимость | Ti64 | Ti64ELI |
---|---|---|
Прочность на разрыв (МПа) | 896-1034 | 827-965 |
Предел текучести (МПа) | 758-903 | 703-831 |
Удлинение (%) | 10-15 | 15-20 |
Вязкость (вязкость разрушения) | Умеренный | Высокая |
Свариваемость | Хороший | Отличный |
Формуемость | Хороший | Отличный |
Биосовместимость | Хороший | Отличный |
Плюсы и минусы титанового порошка Ti64ELI
Плюсы | Cons |
---|---|
Отличное соотношение прочности и веса | Высокая стоимость |
Превосходная коррозионная стойкость | Реактивность при высоких температурах |
Разгадка сложных геометрий с помощью 3D-печати | Более низкая пластичность по сравнению с чистым титаном |
Биосовместимый и способствующий остеоинтеграции | Сложности в обработке |
Постоянство свойств материала | Чувствительность к водородному охрупчиванию |
Вопросы и ответы
Вопрос: В чем разница между Ti64ELI и Ti64?
Ответ: В Ti64ELI по сравнению с Ti64 меньше интерстициального кислорода, азота и углерода. Это придает Ti64ELI лучшую пластичность и вязкость разрушения.
Вопрос: Каковы области применения порошка Ti64ELI?
О: Основные области применения - аэрокосмические компоненты, медицинские имплантаты, автомобильные детали и 3D-печать. Он широко используется в отраслях, где требуется высокая прочность, малый вес и коррозионная стойкость.
Вопрос: Какой размер частиц используется для АМ?
О: Размер частиц 15-45 мкм рекомендуется для таких процессов AM с порошковым напылением, как селективное лазерное плавление (SLM) и электронно-лучевое плавление (EBM).
Вопрос: Каковы преимущества Ti64ELI перед нержавеющей сталью?
Ответ: Ti64ELI обладает более высоким соотношением прочности и массы, лучшей коррозионной стойкостью и биосовместимостью по сравнению с нержавеющими сталями. Однако Ti64ELI также дороже.
Вопрос: Какая постобработка требуется для деталей Ti64ELI AM?
О: Для достижения требуемых размеров, качества поверхности и свойств материала AM-деталям может потребоваться горячее изостатическое прессование (ГИП), термообработка и механическая обработка.
Вопрос: Можно ли сваривать детали из Ti64ELI для ремонта или соединения?
О: Да, Ti64ELI обладает отличной свариваемостью. Для сварки деталей из Ti64ELI можно использовать лазерную сварку, электронно-лучевую сварку и дуговую сварку. Для предотвращения окисления необходима соответствующая защитная оболочка.
Заключение
Таким образом, титановый порошок Ti64ELI обладает превосходным сочетанием высокой прочности, малой массы, коррозионной стойкости, биосовместимости, технологичности и термообрабатываемости. Его применение охватывает аэрокосмическую, медицинскую, автомобильную, химическую и потребительскую отрасли. Благодаря аддитивному производству сложные детали из Ti64ELI можно изготавливать методом 3D-печати непосредственно по данным САПР для производства легких конструкционных элементов по требованию. Однако Ti64ELI дороже Ti64 и сложнее в обработке. В целом Ti64ELI обладает возможностями, выходящими за пределы возможностей обычных титановых сплавов.
Поделиться
Facebook
Twitter
LinkedIn
WhatsApp
Электронная почта
MET3DP Technology Co., LTD - ведущий поставщик решений для аддитивного производства со штаб-квартирой в Циндао, Китай. Наша компания специализируется на производстве оборудования для 3D-печати и высокопроизводительных металлических порошков для промышленного применения.
Сделайте запрос, чтобы получить лучшую цену и индивидуальное решение для вашего бизнеса!
Похожие статьи
Частицы карбида вольфрама: Самый прочный материал для высокопроизводительных инструментов
Читать далее "
14 ноября 2024 года
Комментариев нет
Сферическая пудра из алюминиевого сплава 6061: ключ к экономически эффективному производству
Читать далее "
14 ноября 2024 года
Комментариев нет
О компании Met3DP
Воспроизвести видео
Последние обновления
Наш продукт
CONTACT US
Есть вопросы? Отправьте нам сообщение прямо сейчас! После получения Вашего сообщения мы всей командой выполним Ваш запрос.
Получите информацию о Metal3DP
Брошюра о продукции
Получить последние продукты и прайс-лист
Металлические порошки для 3D-печати и аддитивного производства
КОМПАНИЯ
ПРОДУКТ
ИНФОРМАЦИЯ О КОНТАКТЕ
- Город Циндао, Шаньдун, Китай
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731