Pulver av titanaluminid

Titanaluminid avser en klass av lätta, höghållfasta intermetalliska legeringar som består av titan och aluminium. Denna guide fungerar som en referens om titanaluminid i pulverformat – utforskar tillverkningsmetoder, sammansättningar, viktiga egenskaper och parametrar, leverantörer och prissättning, olika slutanvändningsapplikationer i olika branscher, vanliga frågor och mer.

Översikt över Pulver av titanaluminid

Titanaluminidpulver består av titanrika speciallegeringar som innehåller betydande mängder aluminium. Viktiga egenskaper:

• Sammansättning: Titan + aluminium + andra element
• Produktion: Gasatomisering till fint pulver
• Partikelform: Mestadels sfärisk
• Kornstorlekar: Från mikrometer till 100 mikrometer
• Densitet: 3.7-4,25 g/cm3
• Viktiga egenskaper: Beständighet mot extrem värme och oxidation

Genom att blanda titan och aluminium får man fram unika, lätta kristallstrukturer med förbättrade egenskaper jämfört med konventionella legeringar, vilket ger mångsidighet i högpresterande applikationer upp till ~750°C.

Olika typer av titanaluminidpulver

Genom att justera aluminiumhalten och tillsätta modifieringsmedel får titanaluminiderna specifika mikrostrukturer och egenskaper:

Typ	Sammansättning	Egenskaper
α2 Ti3Al	Ti-25Al	Högre hållfasthet God korrosionsbeständighet
γ TiAl	Ti-48Al	Bästa oxidationsbeständighet God kryphållfasthet
α2 + γ TiAl	Ti-45Al	Balans mellan styrka, formbarhet och miljöskydd

Tabell 1: Vanliga varianter av titanaluminidpulver efter metalliska beståndsdelar och egenskaper

Γ-TiAl-systemet ger den bästa specifika sträckgränsen vid höga temperaturer samtidigt som det har lägre densitet än nickel-superlegeringar. Ytterligare element finjusterar egenskaperna ytterligare.

Produktionsmetoder

Kommersiella tillverkningsprocesser för att skapa titanaluminidpulver inkluderar:

• Atomisering av gas – Inert gas sönderdelar strömmen av smält legering till fina droppar
• Process med roterande elektrod i plasma – Centrifugal sönderdelning av spunnen elektrifierad smälta
• Kondensation av inert gas – Förångad legering kondenseras till nanopartiklar

Genom att ställa in bearbetningsparametrar som gasflöden, tryckskillnader och kylprofiler kan man skräddarsy pulvrets partikelstorleksfördelning, kornmorfologi och interna mikrostrukturer för att matcha applikationskraven.

Egenskaper för Pulver av titanaluminid

Fysikaliska egenskaper

Attribut	Detaljer
Stat	Fast pulver
Färg	Mörkgrå
Lukt	Luktfri
Kristallstruktur	Tetragonal, hexagonal, orthorhombisk beroende på legering
Täthet	3.7-4,25 g/cm3

Mekaniska egenskaper

Mått	Värde
Draghållfasthet	500-900 MPa
Tryckhållfasthet	1000-1800 MPa
Hårdhet	350-450 HV
Brottseghet	15-35 MPa√m

Termiska egenskaper

Metrisk	Betyg
Smältpunkt	1350-1450°C
Termisk konduktivitet	4-8 W/mK
Koefficient för termisk expansion	11-13 x10-6 K-1
Max driftstemperatur	750°C (~1400°F)

Tabell 2: Översikt över viktiga fysikaliska, mekaniska och termiska egenskaper för titanaluminidpulver

Denna exceptionella kombination av låg densitet och värme- och miljötålighet underlättar användning i flyg-, fordons-, energi- och kemikaliesystem.

Specifikationer

Titanaluminidpulver är kommersiellt tillgängligt och uppfyller standardspecifikationerna:

Storleksfördelning

Standard	Mikrometer	Produktionsmetod
Fina	0-25	Atomisering av gas
Medium	25-45	Atomisering av gas
Grov	45-105	Roterande elektrod för plasma

Kemisk renhet

Betyg	Aluminium %	Syre ppm
Standard	48-50%	3000+
Hög	45-50% ± 2%	<3000 ppm
Ultrahög	45-50% ± 1%	<1000 ppm

Tabell 3: Typiska storleksintervall, aluminiuminnehåll och renhetsgrader för titanaluminidpulver

Strängare kontroll av partikelstorlekar, jämn sammansättning och syreföroreningar ger bättre precision men ökar kostnaderna.

Tillverkare av titanaluminidpulver

Specialiserade producenter erbjuder kommersiella volymer i olika renhetsgrader och storlekar:

Företag	Varumärken	Prisintervall
Sandvik	TiAl Osprey	140-450 USD/kg
Praxair	Titanaluminider	$100-425/kg
Atlantic Equipment Engineers	AEE TiAl-pulver	130-500 USD/kg
Special Metals Corp	Förlegerad TiAl	155-425 USD/kg

Tabell 4: Välj välrenommerade tillverkare av titanaluminidpulver och prisintervall

Priserna varierar beroende på inköpskvantiteter, test-/certifieringskrav, anpassad legeringsoptimering med mera – begär aktuella offerter direkt. Små prover kan vara tillgängliga.

Tillämpningar av Pulver av titanaluminid

Sektor	Användningsområden	Fördelar
Flyg- och rymdindustrin	Jetmotorkomponenter, flygplansskrov	Viktbesparing, temperaturbeständighet
Fordon	Turboladdare hjul, ventiler	Öka effektiviteten
Industriell	Värmeväxlare, reaktorer	Förstärkningsprestanda
Olja & Gas	Undervattensverktyg för borrhål	Förbättrad tillförlitlighet

Tabell 5: Viktiga användningsområden för titanaluminid som utnyttjar viktiga pulveregenskaper

Lättare vikt och bättre miljöstabilitet vid höga temperaturer jämfört med befintliga material gör att de används trots högre enhetskostnader.

Jämförande för- och nackdelar

Fördelar med titanaluminider

• Lägre densitet än nickel-superlegeringar – 25-35% lägre vikt
• Bibehåller över 50% högre specifik hållfasthet upp till 750°C
• Överlägsen oxidations- och brännbeständighet jämfört med stål
• Bearbetningsbarhet till komponenter i nettoform

Utmaningar att övervinna

• Hög materialkostnad – 5X+ kostnad jämfört med stålalternativ
• Sämre duktilitet/brottsgränser vid rumstemperatur
• Kräver skyddsbeläggningar i vissa kemier
• Modellering och kvalitetssäkring inom additiv teknik

Applikationernas lönsamhet avgörs av hur de förbättrade värmeegenskaperna balanseras mot tillverknings- och styckprisfaktorer.

Vanliga frågor

F: Vilka branscher använder titanaluminidpulver jämfört med bulkformer?

S: Fina pulvermorfologier passar särskilt bra för additiv tillverkning för att konstruera komplexa komponenter för rymd- och fordonsindustrin. Bulkformer används för götmetallurgi.

F: Vilken efterbearbetning används på additivt tillverkade delar av titanaluminid?

De flesta additivt tillverkade komponenter kräver varm isostatisk pressning (HIP) och värmebehandling för att uppnå full densitetskonsolidering och optimala mikrostrukturer. Därefter utförs minimal maskinbearbetning.

F: Hur länge kan oanvänt titanaluminidpulver hålla sig i förseglad förvaring?

S: Vid korrekt förvaring i inerta miljöer håller titanaluminidpulver i 12-24 månader innan betydande oxidation och nedbrytning påverkar flöde eller prestanda.

F: Vilka är några forskningsområden för att förbättra titanaluminider?

S: Arbetet fortsätter med att modellera stelningsdynamiken för AM-tekniker, minska materialkostnaderna genom alternativa produktionsmetoder och förbättra duktiliteten vid rumstemperatur.

få veta mer om 3D-utskriftsprocesser