Titan Ti64ELI Pulver: En teknisk översikt
Innehållsförteckning
Titan Ti64ELI-pulver är ett viktigt tekniskt material som används i olika branscher på grund av dess unika egenskaper och egenskaper. Den här artikeln ger en omfattande teknisk översikt över Titanium Ti64ELI-pulver som täcker dess sammansättning, egenskaper, applikationer, specifikationer, prissättning, fördelar och begränsningar.
Översikt över titan Ti64ELI-pulver
Titan Ti64ELI-pulver, även känt som Titan 6Al-4V ELI-pulverär en titanlegering som innehåller aluminium och vanadin som legeringselement. Den har utmärkt styrka-till-vikt-förhållande, utmattningshållfasthet, brottseghet och korrosionsbeständighet. Ti64ELI-pulver är den extra låga interstitiella varianten av Ti64 med lägre nivåer av syre, kväve, kol och järn.
Ti64ELI används för additiv tillverkning, formsprutning av metall, varm och kall isostatisk pressning och andra pulvermetallurgiska processer. Det kan 3D-printas till helt täta, komplexa delar med fina mikrostrukturer och mekaniska egenskaper som är jämförbara med smidda Ti64-produkter. Ti64ELI:s kombination av låg vikt, styrka och korrosionsbeständighet gör den lämplig för tillämpningar inom flyg- och rymdindustrin, medicinteknik, dentalteknik, sportartiklar, bilindustrin och marinindustrin.
Några viktiga egenskaper hos Titanium Ti64ELI-pulver inkluderar:
- Utmärkt biokompatibilitet och osseointegration
- Möjlighet att 3D-printa komplicerade geometrier som inte är möjliga med gjutning/maskinbearbetning
- Enhetlig sammansättning och mikrostruktur i 3D-utskrivna delar
- God utmattningshållfasthet och brottseghet
- Lägre interstitiella element än Ti64 för överlägsen duktilitet
- Kompatibilitet med het isostatisk pressning (HIP) och värmebehandling
- Överensstämmelse med ASTM-standarder för kemi och partikelstorlek
Sammansättning av titan Ti64ELI-pulver
Den typiska kemiska sammansättningen av titan Ti64ELI pulver är:
| Element | Vikt % |
|---|---|
| Titan (Ti) | Balans |
| Aluminium (Al) | 5.5-6.75% |
| Vanadin (V) | 3.5-4.5% |
| Syre (O) | ≤ 0,13% |
| Kväve (N) | ≤ 0,05% |
| Kol (C) | ≤ 0,08% |
| Järn (Fe) | ≤ 0,25% |
De viktigaste legeringselementen är aluminium och vanadin. Aluminium ökar hållfastheten och minskar densiteten. Vanadin förbättrar hållfastheten och duktiliteten. De låga interstitiella elementen syre, kväve och kol i Ti64ELI ger den bättre duktilitet jämfört med Ti64.
Egenskaper hos titan Ti64ELI pulver
Titan Ti64ELI pulver har följande egenskaper:
| Fastighet | Värde |
|---|---|
| Täthet | 4,43 g/cm3 |
| Smältpunkt | 1604-1660°C |
| Termisk konduktivitet | 6,7 W/m-K |
| Elektrisk resistivitet | 170 μΩ-cm |
| Young's modul | 114 GPa |
| Draghållfasthet | 895-930 MPa |
| Utbyteshållfasthet | 825-875 MPa |
| Töjning | 10-15% |
| Poissonförhållande | 0.32-0.34 |
| Utmattningshållfasthet | 400 MPa |
Viktiga höjdpunkter:
- Låg densitet jämfört med stål
- Bibehåller styrka och seghet vid kryogena temperaturer
- Starkare än kommersiellt ren titan
- Lägre duktilitet än smidd Ti64 men tillräcklig för de flesta tillämpningar
- Utmärkt korrosionsbeständighet tack vare ett stabilt skyddande oxidskikt
Användningsområden för titan Ti64ELI-pulver
| Industri | Tillämpningar | Fastigheter med hävstångseffekt |
|---|---|---|
| Flyg- och rymdindustrin | * Motorkomponenter (fläktblad, kompressorskivor) * Flygplanskroppar (landningsställskomponenter, vingribbor) * Turbiner (hus, blad) * Fästelement * Kugghjul * Hydraulsystem (rör, kopplingar) | * Högt förhållande mellan styrka och vikt: Minskar vikten samtidigt som den strukturella integriteten bibehålls för förbättrad bränsleeffektivitet och nyttolastkapacitet. * Utmärkt utmattningsbeständighet: Tål upprepade stresscykler som uppstår under flygning, vilket förbättrar komponentens livslängd. * Överlägsen korrosionsbeständighet: Fungerar bra i tuffa miljöer med hög luftfuktighet och exponering för avisningsvätskor. |
| Medicin & tandvård | * Ortopediska implantat (benplattor, skruvar, höftproteser) * Proteser (knän, höfter, armar) * Kirurgiska instrument (skalpeller, tänger) * Tandimplantat | * Biokompatibilitet: Säker för implantation i kroppen, vilket minimerar risken för avstötning. * Enastående styrka och seghet: Ger stöd och stabilitet åt ben och leder. * Korrosionsbeständighet: Förhindrar bakterietillväxt och säkerställer implantatets livslängd i kroppen. * Formbarhet: Möjliggör skapandet av komplexa, patientspecifika implantat genom additiv tillverkning. |
| Fordon | * Ventiler (insug, avgaser) * Kopplingsstavar * Komponenter till tävlingsbilar (fjädringsdelar, rullburar) | * Högt förhållande mellan styrka och vikt: Minskar vikten för förbättrad prestanda och hantering. * Exceptionell utmattningshållfasthet: Klarar de höga påfrestningar som uppstår under körning och tävlingsförhållanden. * God värmebeständighet: Bibehåller prestanda i heta motormiljöer. * Korrosionsbeständighet: Tål exponering för vägsalt och andra korrosiva ämnen. |
| Marin | * Propellrar * Pumpar * Axlar * Rör och rördelar | * Enastående korrosionsbeständighet: Fungerar bra i saltvattenmiljöer, vilket förhindrar nedbrytning och säkerställer lång livslängd. * Högt förhållande mellan styrka och vikt: Minskar vikten på komponenterna för förbättrad fartygsstabilitet och bränsleeffektivitet. * God utmattningshållfasthet: Tål de ständiga påfrestningar som uppstår vid vågverkan och havsströmmar. * Motståndskraft mot kavitation: Upprätthåller strukturell integritet när den utsätts för bildning och kollaps av bubblor i vatten. |
| Kemisk bearbetning | * Värmeväxlare * Ventiler * Rör för hantering av korrosiva kemikalier | * Exceptionell korrosionsbeständighet: Motstår angrepp från ett brett spektrum av kemikalier, vilket garanterar säker och tillförlitlig drift. * Hög hållfasthet och seghet: Upprätthåller strukturell integritet under tryck och vid förhöjda temperaturer. * Biokompatibilitet (i vissa tillämpningar): Lämplig för hantering av kemikalier som används vid tillverkning av läkemedel och medicintekniska produkter. |
| Sportartiklar | * Golfklubbor (driver, järnklubbor) * Cykelramar * Tennisracketar | * Högt förhållande mellan styrka och vikt: Skapar lättviktsutrustning för förbättrad svinghastighet och kraft. * God utmattningshållfasthet: Tål de upprepade stötar som uppstår under användning. * Justerbar styvhet: Gör det möjligt att skräddarsy utrustning efter individuella spelarpreferenser. * Korrosionsbeständighet (i vissa tillämpningar): Säkerställer utrustningens hållbarhet under olika väderförhållanden. |
Specifikationer för Titan Ti64ELI Pulver
Titanpulver Ti64ELI finns tillgängligt i följande specifikationer:
| Parameter | Detaljer |
|---|---|
| Partikelstorlekar | 15-45 mikrometer |
| Produktionsmetod | Atomisering av gas |
| Partikelform | Sfärisk |
| Storleksfördelning | D10: 20 mikron, D50: 35 mikron, D90: 40 mikron |
| Skenbar densitet | ~2,2 g/cc |
| Tappdensitet | ~3,2 g/cc |
| Flytbarhet | Utmärkt |
| Standarder | ASTM B348 klass 23 |
Större partikelstorlekar på 63-106 mikrometer kan specialtillverkas baserat på applikationskrav. Finare partikelstorlekar finns för råmaterial till formsprutning av metall.
Leverantörer och prissättning av titan Ti64ELI-pulver
Några av de största leverantörerna och prisuppgifterna för titan Ti64ELI-pulver inkluderar:
| Leverantör | Priser |
|---|---|
| AP&C | $88/kg för beställningar >1000 kg |
| Arcam AB | $75/kg för beställningar >500 kg |
| TLS Teknik | 100 €/kg för beställningar >100 kg |
| LPW-teknik | 70-90 £/kg för beställningar >100 kg |
| CNPC Pulver | $80-100/kg för >100 kg |
Priserna varierar från $70-100 per kg beroende på orderkvantitet, partikelstorleksfördelning och plats. Små kvantiteter och forskningsprover kan kosta över $500/kg.
Jämförelse mellan titanpulver Ti64 och Ti64ELI
Här är en jämförelse mellan titanlegeringarna Ti64ELI och Ti64:
| Parameter | Ti64ELI | Ti64 |
|---|---|---|
| Interstitiell O, C, N | Lägre | Högre |
| Duktilitet | Högre | Lägre |
| Tålighet | Bättre | Dålig |
| Svetsbarhet | Utmärkt | Måttlig |
| Motståndskraft mot korrosion | Jämförbar | Jämförbar |
| Styrka | Jämförbar | Jämförbar |
| Kostnad | Högre | Lägre |
| AM-lämplighet | Utmärkt | Måttlig |
Fördelar med Ti64ELI jämfört med Ti64
| Funktion | Ti64ELI | Ti64 |
|---|---|---|
| Duktilitet och seghet | Överlägsen | Lägre |
| Beskrivning | Ti64ELI uppvisar större förmåga att deformeras under stress utan att gå sönder (duktilitet) och överlägset motstånd mot sprickbildning (seghet). Detta gör den idealisk för applikationer som utsätts för stötar eller hög belastning, vilket minskar risken för katastrofala fel. | Beskrivning |
| Svetsbarhet | Utmärkt | Måttlig |
| Beskrivning | På grund av lägre nivåer av interstitiella element som syre, kväve och kol svetsas Ti64ELI med minimal sprickbildning eller sprödhet. Detta gör det möjligt att skapa komplexa strukturer genom att sammanfoga flera Ti64ELI-delar samtidigt som starka och tillförlitliga anslutningar bibehålls. | Beskrivning |
| Lämplighet för additiv tillverkning (AM) | Utmärkt | Måttlig |
| Beskrivning | Ti64ELI:s lägre interstitiella innehåll och överlägsna duktilitet gör det till ett förstahandsval för 3D-utskriftsprocesser som pulverbäddsfusion. Detta innebär en lägre risk för sprickbildning under utskriftsprocessen och färdiga delar med bättre mekaniska egenskaper. | Beskrivning |
| Beständighet mot väteförsprödning | Mer motståndskraftig | Mindre motståndskraftig |
| Beskrivning | Ti64ELI:s lägre interstitiella innehåll minimerar väteabsorptionen, som är en viktig orsak till försprödning (förlust av seghet) i titanlegeringar. Detta är avgörande för delar som utsätts för vätgasmiljöer, t.ex. de som används i kemisk bearbetning eller djuphavsapplikationer. | Beskrivning |
| Svar på värmebehandling | Kan uppnå högre hållfasthetsnivåer | Lägre uppnåelig styrka |
| Beskrivning | På grund av det lägre interstitiella innehållet kan Ti64ELI värmebehandlas för att uppnå högre hållfasthetsnivåer jämfört med Ti64. Detta ger möjlighet till ett bredare utbud av mekaniska egenskaper beroende på applikationens specifika behov. | Beskrivning |
| Kostnad | Högre | Lägre |
| Beskrivning | Den strängare kontrollen av interstitiella element och de ytterligare bearbetningssteg som krävs för att tillverka Ti64ELI leder till en högre materialkostnad jämfört med Ti64. | Beskrivning |
Begränsningar av Ti64ELI jämfört med Ti64
| Fastighet | Ti64 | Ti64ELI |
|---|---|---|
| Draghållfasthet (MPa) | 896-1034 | 827-965 |
| Sträckgräns (MPa) | 758-903 | 703-831 |
| Förlängning (%) | 10-15 | 15-20 |
| Seghet (brottseghet) | Måttlig | Hög |
| Svetsbarhet | Bra | Utmärkt |
| Formbarhet | Bra | Utmärkt |
| Biokompatibilitet | Bra | Utmärkt |
För- och nackdelar med titan Ti64ELI-pulver
| Proffs | Nackdelar |
|---|---|
| Utmärkt förhållande mellan styrka och vikt | Hög kostnad |
| Överlägsen korrosionsbeständighet | Reaktivitet vid höga temperaturer |
| Lås upp komplexa geometrier med 3D-printing | Lägre duktilitet jämfört med ren titan |
| Biokompatibel och främjar osseointegration | Utmaningar inom maskinbearbetning |
| Konsekventa materialegenskaper | Känslighet för väteförsprödning |
Vanliga frågor
F: Vad är skillnaden mellan Ti64ELI och Ti64?
A: Ti64ELI har lägre interstitiell syre-, kväve- och kolhalt jämfört med Ti64. Detta ger Ti64ELI bättre duktilitet och brottseghet.
F: Vilka är tillämpningarna av Ti64ELI-pulver?
S: Viktiga tillämpningar är komponenter för flyg- och rymdindustrin, medicinska implantat, bildelar och 3D-utskrifter. Det används ofta i industrier där det krävs hög hållfasthet, låg vikt och korrosionsbeständighet.
F: Vilken partikelstorlek används för AM?
S: Partikelstorlekar på 15-45 mikrometer rekommenderas för AM-processer med pulverbäddfusion, t.ex. selektiv lasersmältning (SLM) och elektronstrålesmältning (EBM).
F: Vilka är fördelarna med Ti64ELI jämfört med rostfritt stål?
S: Ti64ELI har högre styrka/vikt-förhållande, bättre korrosionsbeständighet och överlägsen biokompatibilitet jämfört med rostfritt stål. Ti64ELI är dock också dyrare.
F: Vilken efterbearbetning krävs för Ti64ELI AM-delar?
S: AM-delar kan behöva varm isostatisk pressning (HIP), värmebehandling och maskinbearbetning för att uppnå önskade dimensioner, ytfinish och materialegenskaper.
Q: Kan Ti64ELI-delar svetsas för reparation eller sammanfogning?
A: Ja, Ti64ELI har utmärkt svetsbarhet. Lasersvetsning, elektronstrålesvetsning och bågsvetsning kan användas för att svetsa Ti64ELI-delar. Korrekt avskärmning är nödvändig för att förhindra oxidation.
Slutsats
Sammanfattningsvis erbjuder titanpulver Ti64ELI en utmärkt kombination av hög hållfasthet, låg vikt, korrosionsbeständighet, biokompatibilitet, processbarhet och värmebehandlingsbarhet. Det används inom flyg-, medicin-, fordons-, kemi- och konsumentsektorerna. Med additiv tillverkning kan komplexa Ti64ELI-delar 3D-printas direkt från CAD-data för produktion på begäran av lätta strukturella komponenter. Ti64ELI är dock dyrare än Ti64 och mer utmanande att bearbeta. Sammantaget erbjuder Ti64ELI möjligheter som går utöver gränserna för konventionella titanlegeringar.
Dela på
MET3DP Technology Co, LTD är en ledande leverantör av lösningar för additiv tillverkning med huvudkontor i Qingdao, Kina. Vårt företag är specialiserat på 3D-utskriftsutrustning och högpresterande metallpulver för industriella tillämpningar.
Förfrågan för att få bästa pris och anpassad lösning för ditt företag!
Relaterade artiklar
Om Met3DP
Senaste uppdateringen
Vår produkt
KONTAKTA OSS
Har du några frågor? Skicka oss meddelande nu! Vi kommer att betjäna din begäran med ett helt team efter att ha fått ditt meddelande.
Metallpulver för 3D-printing och additiv tillverkning
FÖRETAG
PRODUKT
cONTACT INFO
- Qingdao City, Shandong, Kina
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731