TC4 ELI Powder

Порошок TC4 ELI, также известный как порошок Titanium 6Aluminum 4Vanadium ELI, представляет собой порошок титанового сплава, используемого в различных высокопроизводительных приложениях. В данном руководстве представлен полный обзор порошка TC4 ELI, его свойств, областей применения, поставщиков, марок, а также сравнение с другими титановыми порошками.

Обзор порошка TC4 ELI

 

 

Порошок TC4 ELI - это высокочистый сверхнизкоинтерстициальный (ELI) вариант титанового сплава TC4, содержащий 6% алюминия, 4% ванадия, а также незначительное количество железа и кислорода.

По сравнению с другими титановыми сплавами TC4 ELI обладает превосходным сочетанием высокой прочности, малой массы, исключительной коррозионной стойкости и биосовместимости. Марка ELI обеспечивает максимальную пластичность и вязкость.

TC4 ELI подходит для аддитивного производства, литья металлов под давлением и других применений порошковой металлургии. Его мелкодисперсные порошки позволяют создавать сложные геометрические формы и тонкие стенки в 3D-печатных или спеченных деталях.

Основные свойства и характеристики порошка TC4 ELI:

TC4 ELI Свойства порошка

Недвижимость	Описание
Состав	6% Al, 4% V, 0,08% max Fe, 0,13% max O
Плотность	4,43 г/куб. см
Температура плавления	1604°C
Прочность	Предел прочности при растяжении 895-930 МПа
Пластичность	10-15% удлинение
Усталостная прочность	500-550 МПа
Модуль Юнга	110 ГПа
Теплопроводность	6,7 Вт/м-К
Электрическое сопротивление	178 мкΩ-см
Коэффициент теплового расширения	8,9 мкм/м-°C

TC4 ELI обеспечивает оптимальный баланс высокого соотношения прочности и массы, вязкости разрушения, усталостной прочности и коррозионной стойкости. Высокое содержание алюминия и ванадия способствует достижению высокой прочности за счет упрочнения твердым раствором и термической обработки с закалкой осадками.

Низкий уровень интерстиция обеспечивает повышенную пластичность и вязкость разрушения по сравнению со стандартной маркой TC4. Во избежание охрупчивания содержание кислорода ограничено до 0,13%. Содержание железа также ограничено.

В целом свойства TC4 ELI позволяют использовать его в критически важных областях авиации, космонавтики, обороны, автоспорта, медицины, нефтегазовой промышленности и т.д.

Применение и использование порошка TC4 ELI

Порошок TC4 ELI используется для изготовления высокоэффективных деталей методом аддитивного производства, литья металлов под давлением, горячего изостатического прессования и другими методами порошковой металлургии.

К числу основных областей применения и использования порошка TC4 ELI относятся:

Области применения порошка TC4 ELI

Область	Приложения
Аэрокосмическая промышленность	Конструкции летательных аппаратов, компоненты двигателей, системы запуска космических аппаратов
Имплантаты	Ортопедические имплантаты, зубные имплантаты, челюстно-лицевые имплантаты
Автомобильная промышленность	Компоненты для автоспорта, колеса с турбонаддувом
Промышленность	Судовое оборудование, детали для морского бурения, клапаны, насосы
Энергия	Компоненты устья скважины, скважинный инструмент, трубопроводы
Оборона	Баллистическая броня, компоненты вооружения, средства защиты

В аэрокосмической отрасли высокое соотношение прочности и массы TC4 ELI позволяет использовать его для изготовления критически важных статических и вращающихся деталей каркасов самолетов, турбин, шасси и т.д. Детали могут быть изготовлены методом 3D-печати или спекания с получением практически сетчатой формы.

В медицине биосовместимость и коррозионная стойкость TC4 ELI позволяют использовать его для изготовления ортопедических протезов суставов и зубных имплантатов. Из него можно изготавливать ножки тазобедренных суставов, коленные имплантаты и черепные пластины.

Для автоспорта TC4 ELI может производить более легкие и прочные компоненты, такие как шатуны, впускные клапаны, колеса турбокомпрессоров, карданные валы и детали шасси.

В нефтегазовой отрасли TC4 ELI выбирают за его стойкость к агрессивным средам. Из нее можно изготавливать устьевое оборудование, клапаны, насосы, а также расходные материалы, такие как втулки, пробки, шарики и седла.

В оборонной промышленности TC4 ELI используется для производства баллистических броневых плит, которые защищают от пуль и осколков при минимальной массе. В военном секторе также используются детали авиационной техники и компоненты оружия, такие как стволы, ресиверы, направляющие, спусковые механизмы и т.д.

В целом порошок TC4 ELI позволяет создавать легкие и высокопроизводительные металлические детали в критически важных отраслях промышленности, используя новейшие технологии производства.

Технические характеристики порошка TC4 ELI

Порошок TC4 ELI выпускается в виде различных распределений по размерам, называемых также диапазонами размеров частиц. Морфология порошка может быть сферической, угловатой или смешанной.

Типичные характеристики порошка TC4 ELI включают:

Технические характеристики порошка TC4 ELI

Параметр	Подробности
Диапазон размеров частиц	15-45 мкм, 45-105 мкм, 105-250 мкм
Форма частиц	Сферические, угловые, смешанные
Распределение по размерам	Значения D10, D50, D90
Кажущаяся плотность	2,5-3,5 г/куб. см
Плотность отвода	3,5-4,5 г/куб. см
Скорость потока	Измерение расходомером Холла
Химический анализ	Al, V, Fe, O, N, C, H, Ti
Номер лота	Для прослеживаемости
Упаковка	Флаконы, банки до 25 кг

Более мелкие частицы размером 15-45 мкм предпочтительны для печати сложных геометрических форм и получения гладкой поверхности. Более крупные частицы размером более 100 мкм обеспечивают более высокую скорость печати.

Сферические порошки улучшают текучесть, плотность упаковки и спекаемость. Угловые и смешанные порошки обеспечивают лучшее механическое сцепление между частицами.

Кажущаяся и тангенциальная плотность определяют количество порошка, необходимое для заполнения заданного объема. Скорость потока указывает на легкость дозирования при печати или литье под давлением.

Химический анализ подтверждает соответствие элементного состава техническим условиям. Номера партий обеспечивают прослеживаемость при контроле качества. Соответствующая упаковка сохраняет целостность порошка при обращении и хранении.

Марки порошка TC4 ELI

Порошок TC4 ELI производится различных марок путем варьирования способа последующей обработки после газового распыления. Это влияет на микроструктуру и механические свойства.

К основным сортам относятся:

TC4 ELI Порошковые марки

Класс	Описание
Атомизированный	Отсутствие постобработки после распыления газа
Отожженный	Термообработка для снятия остаточных напряжений
Горячее изостатическое прессование	Консолидация при высокой температуре и давлении
Плазменное спекание	Быстрое спекание с использованием плазменного разряда
ISO-S	Сферический порошок, изготовленный методом газового распыления

Атомизированный порошок содержит остаточные напряжения, возникающие при быстром затвердевании. Отжиг устраняет эти напряжения и облегчает работу с порошком при печати или формовании.

Гипсование и плазменное спекание увеличивают плотность и улучшают микроструктуру и механические свойства готовых деталей.

Сферическая форма (ISO-S) обеспечивает лучшую текучесть и плотность упаковки для высококачественной 3D-печати.

Выбор подходящей марки порошка TC4 ELI осуществляется в зависимости от особенностей используемого процесса аддитивного производства или порошковой металлургии.

Поставщики порошка TC4 ELI

Порошок TC4 ELI поставляется ведущими производителями металлических порошков, а также специализированными поставщиками порошков для аддитивного производства. К числу основных поставщиков относятся:

Поставщики порошка TC4 ELI

Компания	Страна
AP&C	Канада
Технология столярных работ	США
Sandvik	Швеция
Praxair	США
TLS Technik	Германия
АМЕТЕК	США
Технология LPW	ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
CNPC Powder Group	Китай

Эти компании производят порошок TC4 ELI методом газового распыления и жестко контролируют распределение частиц по размерам. Некоторые поставщики также обеспечивают индивидуальную последующую обработку, такую как отжиг, нагартовка и спекание, для улучшения свойств порошка.

Высокочистое сырье, строгий контроль качества и специализированная упаковка позволяют обеспечить надежность и стабильность порошка TC4 ELI для критически важных применений. Большие производственные мощности позволяют осуществлять оптовые поставки порошка TC4 ELI.

Ценообразование на порошок TC4 ELI

Порошок TC4 ELI, являясь усовершенствованным титановым сплавом, стоит дороже, чем основные марки титана, такие как Ti-6Al-4V. Цены зависят от:

• Диапазон размеров частиц
• Объем заказа
• Дополнительная обработка/качество
• Уровень чистоты
• Географическое положение

Некоторые ориентировочные ценовые диапазоны:

Ценообразование на порошок TC4 ELI

Размер частиц	Цена за кг
15-45 мкм	$80 – $120
45-105 мкм	$60 – $90
105-250 мкм	$40 – $70

Как правило, цены на частицы меньшего размера выше из-за более жесткого контроля за распылением газа. Мелкие партии также обходятся дороже в пересчете на килограмм по сравнению с оптовыми заказами.

Географически цены на порошок TC4 ELI китайского производства ниже, чем европейского/американского. Однако контроль качества может отличаться.

С ростом внедрения аддитивного производства цены на порошок TC4 ELI снизились, но остаются выше, чем на обычные титановые сплавы. Долгосрочные соглашения и крупные заказы могут помочь обеспечить конкурентоспособные цены.

Сравнение порошка TC4 ELI с другими титановыми сплавами

TC4 ELI имеет преимущества перед другими распространенными титановыми сплавами, такими как Ti-6Al-4V, по прочности, вязкости и коррозионной стойкости.

Сравнение ЭЛИ TC4 с другими титановыми сплавами

Сплав	Прочность	Жесткость	Коррозионная стойкость	Стоимость
Ti-6Al-4V	Средний	Средний	Средний	Низкий
Ti-6Al-7Nb	Средний	Средний	Высокая	Средний
Ti-555 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr)	Очень высокий	Низкий	Средний	Высокая
TC4 ELI (Ti-6Al-4V-0.08Fe-0.13O)	Очень высокий	Высокая	Очень высокий	Высокая

Основные преимущества TC4 ELI перед другими титановыми сплавами:

• Более высокая прочность по сравнению с Ti-6Al-4V и Ti-6Al-7Nb
• Превосходная вязкость разрушения и пластичность по сравнению с Ti-555
• Отличная коррозионная стойкость в жестких условиях эксплуатации
• Лучше сохраняет свойства при экстремальных температурах
• Более низкая плотность по сравнению со стальными сплавами
• Лучшая биосовместимость по сравнению с нержавеющими сталями
• Возможно анодирование для получения цветной отделки

Ограничения TC4 ELI включают:

• Более высокая стоимость по сравнению с Ti-6Al-4V
• Более сложная обработка по сравнению с Ti-6Al-4V
• Восприимчивость к галстуку против себя
• Не сваривается обычной сваркой плавлением
• Все же тяжелее алюминиевых сплавов

В целом, сочетание исключительных механических свойств, коррозионной стойкости, низкой плотности и биосовместимости делает TC4 ELI перспективным материалом для критических применений, несмотря на его более высокую стоимость.

Часто задаваемые вопросы о порошке TC4 ELI

Ниже приведены ответы на некоторые распространенные вопросы о порошке TC4 ELI:

Вопросы и ответы о порошке TC4 ELI

Вопрос: Что означает ELI в порошке TC4 ELI?

О: Аббревиатура ELI означает extra low interstitial content. Это означает минимальное содержание кислорода и железа в составе порошка.

Вопрос: Какой размер частиц порошка TC4 ELI является идеальным?

Ответ: Порошок 15-45 мкм лучше всего подходит для печати тонких деталей и тонких стенок. Порошок 45-105 мкм обеспечивает более высокую скорость сборки, но меньшее разрешение.

Вопрос: Какие методы постобработки можно использовать для порошка TC4 ELI?

A: Отжиг, горячее изостатическое прессование, плазменное спекание и изготовление сферического порошка улучшают свойства порошка.

Вопрос: Является ли порошок TC4 ELI лучшим, чем Ti-6Al-4V для 3D-печати?

О: Да, TC4 ELI обладает более высокой прочностью и вязкостью по сравнению с Ti-6Al-4V в состоянии "как в печати" и после обработки.

Вопрос: Требуется ли для порошка TC4 ELI горячее изостатическое прессование после аддитивного производства?

Ответ: HIP-печать позволяет устранить внутренние поры и повысить усталостную прочность. Однако для некритичных деталей может быть достаточно напечатанного TC4 ELI.

Вопрос: Какой точности можно достичь с помощью порошка TC4 ELI при 3D-печати металлов?

О: Для печатных деталей TC4 ELI возможны допуски ±0,1% в зависимости от используемого AM-процесса.

Вопрос: Можно ли обрабатывать детали TC4 ELI после 3D-печати?

О: Да, но из-за своей твердости TC4 ELI трудно поддается обработке и требует жестких настроек и острого инструмента.

Вопрос: Какая отделка возможна для деталей TC4 ELI AM?

О: Шероховатость поверхности после печати зависит от технологического процесса, но такие финишные операции, как шлифование, электроэрозионная обработка и полировка, позволяют получить гладкую тонкую поверхность.

Заключение

Порошок TC4 ELI обладает исключительным сочетанием высокой прочности, вязкости и коррозионной стойкости благодаря составу сплава с низким содержанием интерстициального титана, включающего 6% алюминия, 4% ванадия, 0,08% железа и 0,13% кислорода.

Благодаря способности производить легкие и высокопроизводительные металлические компоненты для критически важных применений в аэрокосмической, медицинской, энергетической и оборонной отраслях, TC4 ELI обладает уникальными возможностями, не сравнимыми с другими титановыми сплавами.

Порошок TC4 ELI расширил возможности проектирования инженерных деталей нового поколения с использованием новейших технологий аддитивного производства и порошковой металлургии. По мере увеличения объемов поставок порошка и дальнейшего снижения его стоимости ожидается дальнейший рост использования TC4 ELI в различных отраслях промышленности и достижение новых уровней производительности.