Titanyum Alaşımları Tozuna Giriş
İçindekiler
Titanyum alaşımları tozu endüstrilerdeki gelişmiş uygulamalar için uygun hale getiren benzersiz özelliklere sahip çok yönlü bir mühendislik malzemesidir. Bu makale titanyum alaşımlarının toz metalurjisi, üretim yöntemleri, bileşimleri, mekanik ve fiziksel özellikleri, uygulamaları, teknik özellikleri, fiyatlandırması, artıları ve eksileri ve sıkça sorulan sorular hakkında genel bir bakış sunmaktadır.
Titanyum Alaşımları Toz Üretim Yöntemleri
Titanyum alaşımları tozu, partikül boyutu dağılımı, morfoloji, saflık seviyeleri ve daha fazlası gibi toz özelliklerini etkileyen çeşitli yöntemlerle üretilebilir. Ana üretim yolları şunları içerir:
| Yöntem | Açıklama | Tipik Toz Özellikleri |
|---|---|---|
| Gaz Atomizasyonu | Yüksek basınçlı gaz jetleri tarafından toz halinde katılaşan ince damlacıklara parçalanan sıvı alaşım akışı | Küresel morfoloji, orta ila ince partikül boyutları (15-180 μm), özel alaşım bileşimleri, yüksek saflık |
| Plazma Dönen Elektrot Prosesi (PREP) | Elektrot ucu plazma arkı tarafından eritilir, merkezkaç kuvveti toz halinde katılaşan mikro damlacıklar oluşturur | Sferoidal partiküller, çok ince toz (25-75 μm), orta saflıkta, geniş alaşım seçenekleri |
| Hidrit-Dehidrit (HDH) | Alaşım hidrür oluşumu ve ayrışma süreci gözenekli kaba toz verir | Düzensiz morfoloji, büyük partikül boyutu (75-250 μm), orta ila yüksek saflık, sınırlı alaşımlar |
Her üretim yöntemi, endüstrilerdeki farklı uygulamalara uygun farklı özelliklere sahip titanyum alaşımları tozu ile sonuçlanır.
Titanyum Alaşımları Toz Bileşimleri
Metalurji için titanyum alaşımları tozu, eser miktarda demir, oksijen, karbon ve nitrojen ilavesiyle esas olarak alüminyum ve vanadyum ile harmanlanmış titanyumdan oluşur. Kütle yüzdesine göre yaygın titanyum alaşımları formülasyonları şunları içerir:
| Alaşım | Alüminyum | Vanadyum | Diğer Unsurlar |
|---|---|---|---|
| Ti-6Al-4V (Sınıf 5) | 5.5-6.75% | 3.5-4.5% | Demir ≤ 0,3%, Oksijen ≤ 0,2%, Karbon ≤ 0,1%, Azot ≤ 0,05% |
| Ti-6Al-4V ELI (Ekstra Düşük İnterstisyel, Sınıf 23) | 5.5-6.5% | 3.5-4.5% | Demir ≤ 0,3%, Oksijen ≤ 0,13%, Karbon ≤ 0,08%, Azot ≤ 0,05% |
| Ti-10V-2Fe-3Al | 2.5-3.5% | 9-11% | Demir 1,8-2,2%, Oksijen ≤ 0,2%, Karbon ≤ 0,1%, Azot ≤ 0,05% |
Titanyum alaşımları toz kimyası, son kullanıma bağlı olarak mukavemet ve sertlikten korozyon direncine, biyo-uyumluluğa, yüksek sıcaklık direncine, ağırlık tasarrufuna ve diğer önceliklere kadar performans profillerini optimize etmek için uyarlanabilir.
Titanyum Alaşımları Tozu Özellikler
Uygulamalar arasında değer verilen temel titanyum alaşımları toz özellikleri şunlardır:
| Mülkiyet | Ti-6Al-4V | Ti-6Al-4V ELI | Ti-10V-2Fe-3Al |
|---|---|---|---|
| Yoğunluk (g/cm3) | 4.42 | 4.42 | 4.35 |
| Erime Noktası (°C) | 1604-1660 | 1604-1660 | 1590-1650 |
| Nihai Çekme Dayanımı (MPa) | 860-1200 | 860-1050 | 900-1150 |
| Akma Dayanımı (MPa) | 750-1100 | 760-960 | 800-1050 |
| Kopma Uzaması (%) | 8-15 | 8-12 | 7-14 |
| Elastik Modül (GPa) | 100-115 | 95-115 | 90-110 |
| Sertlik (HRC) | 30-38 | 32-36 | 30-40 |
Titanyum toz alaşımları, titanyumun hafifliğini yüksek mukavemet-ağırlık oranı, kırılma tokluğu, yorulma ve korozyon direnci ile birleştiren ve kritik uygulamalar için uygun olan gelişmiş bir özellik profili sunar.
Titanyum Alaşımları Toz Uygulamaları
Hafif mukavemet, biyouyumluluk ve aşırı çevre direnci, titanyum alaşımlarını pazarlar arasında çok yönlü bir seçim haline getirmektedir. Tipik uygulamalar şunlardır:
| Endüstri | Uygulamalar |
| Havacılık ve Uzay | Uçak motoru ve yapısal bileşenleri, uzay aracı yapıları, roketler |
| Tıbbi | Ortopedik ve diş implantları, cerrahi aletler, protezler |
| Otomotiv | Valfler, bağlantı çubukları, yaylar, bağlantı elemanları, egzoz bileşenleri |
| Kimyasal | Korozyon direnci için pompalar, vanalar, borular, tanklar, reaksiyon kapları |
| Enerji Üretimi | Buhar ve gaz türbini kanatları, açık deniz platform bileşenleri |
| Spor Malzemeleri | Golf sopaları, tenis raketleri, bisikletler, diğer yüksek performanslı ekipmanlar |
| Petrol ve Gaz | Kuyu içi boruları, açık deniz kuleleri, kuyu başı bileşenleri |
Sektörlerdeki bu zorlu ortamlar, titanyum alaşımlarının yüksek mukavemet-ağırlık oranı, yorulma direnci, kırılma tokluğu, korozyon direnci ve biyouyumluluk gibi özelliklerinden yararlanır.
Titanyum Alaşımları Toz Özellikleri
Titanyum alaşımları tozları, kimya, parçacık boyutu dağılımı, morfoloji ve eklemeli üretim veya pres ve sinter ihtiyaçlarına göre uyarlanmış diğer parametreler için standartlaştırılmış spesifikasyonlarda üretilir.
| Parametre | Şartname |
|---|---|
| Alaşım Sınıfı | Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI, Ti-10V-2Fe-3Al, diğer kaliteler |
| Parçacık Şekli | Küresel, düzensiz şekiller |
| Partikül Boyut Aralığı (μm) | AM için 15-45, 45-100, 100-180 tercih edilir |
| Salon Akış Hızı (s/50g) | >32 saniyeden fazla, iyi toz akışkanlığını gösterir |
| Görünür Yoğunluk (g/cm3) | Küresel toz için 2.7-3.2, düzensiz toz için 2.2-2.8 |
| Musluk Yoğunluğu (g/cm3) | >4.0, paketleme verimliliğini artırır |
Oksijen, nitrojen, karbon, demir ve diğer eser elementler için izin verilen sınırlar dahilinde kimya analizlerini karşılamak, yüksek performanslı toz için kritik öneme sahiptir. Bu özellikler, AM veya presle ve sinterle tekniklerinde işleme uygunluğu sağlar.
Titanyum Alaşımları Toz Karşılaştırması
En yaygın kullanılan titanyum alaşımları toz çeşitleri - Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI ve Ti-10V-2Fe-3Al kaliteleri - farklı özellik avantajlarına sahiptir:
| Ti-6Al-4V | Ti-6Al-4V ELI | Ti-10V-2Fe-3Al | |
|---|---|---|---|
| Güç | Yüksek mukavemetli | Biraz daha düşük mukavemet ancak daha iyi süneklik | Ti-6Al-4V ile karşılaştırılabilir mukavemet |
| Kaynaklanabilirlik | Orta düzeyde | Mükemmel | Ti-6Al-4V'den daha iyi |
| Korozyon Direnci | Orta düzeyde | Hassas uygulamalar için daha iyi | Üstün korozyon direnci |
| Maliyet | Orta fiyat | Hafif maliyet primi | Ti-6Al-4V alaşımlarından daha düşük maliyet |
| Biyouyumluluk | Mükemmel | Vücut implantları için üstün | Tıbbi cihazlar için daha az tercih edilir |
Ti-6Al-4V ELI kalite toz süneklik, kaynaklanabilirlik, biyouyumluluk ve korozyon direnci açısından öne çıkmakta ancak daha pahalıya mal olmakta, Ti-10V-2Fe-3Al ise daha düşük fiyata korozyon direncinde üstünlük sağlamakta ancak 5 ve 23 kalite alaşımlara kıyasla biyo-tıbbi uygunluk açısından geride kalmaktadır.
Titanyum Alaşımları Toz Fiyatlandırması
Titanyum alaşımları tozu, işleme yoğunluğu ve benzersiz özellikleri nedeniyle çelik tozlarına göre önemli bir fiyat primine sahiptir:
| Toz Sınıfı | Fiyat Aralığı (kg başına USD) |
|---|---|
| Ti-6Al-4V | 120 – 160 |
| Ti-6Al-4V ELI | 135 – 185 |
| Ti-10V-2Fe-3Al | 100 – 165 |
Maliyet, üretim yöntemine, kimyaya, boyut dağılımına, şekle ve sipariş miktarlarına bağlıdır. Düzensiz toz küreselden daha ucuz olabilir. Argon veya vakum paketleme için fiyat primleri de geçerlidir. Önemli hacim indirimleri de kilo başına fiyatları düşürür.
Titanyum Alaşımları Tozu Artıları ve Eksileri
| Artıları | Eksiler | |
|---|---|---|
| Mekanik Özellikler | Yüksek mukavemet/ağırlık oranı, güçlü ama hafif | Bazı çelik alaşımlarından daha düşük mukavemet |
| Fiziksel Özellikler | Korozyona dayanıklı, biyo-uyumlu, manyetik olmayan, termal iletken | İnert kullanım gerektiren oksijen gibi elementlerle yüksek reaktivite |
| İşleme | Çoklu AM teknikleri için uygunluk, ısıl işlem kabiliyeti | Çeliklere kıyasla küresel toz üretimi daha pahalıdır |
| Performans | Üstün kırılma tokluğu, yorulma ömrü, aşınma direnci | Hidrojen gevrekleşmesine ve aşınma eğilimlerine maruz kalabilir |
| Ekonomi | Büyük ağırlık tasarrufu fırsatı | Çelik alternatiflerine göre daha yüksek malzeme maliyeti |
Titanyum toz alaşımları performansı artırır ancak daha pahalıya mal olur. Spesifik mukavemetin yanı sıra çevresel dayanıklılıkta çelikleri geride bırakırlar, ancak mutlak mukavemet ve maliyet ölçütlerinde geride kalırlar. Daha kısa yorulma ömrü, hidrojen alımı ve aşınma da bazı titanyum alaşımlarını rahatsız edebilir.
SSS
| Soru | Cevap |
|---|---|
| Toz formunda mevcut olan başlıca titanyum alaşımları nelerdir? | En çok kullanılan titanyum alaşım tozları Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI ve Ti-10V-2Fe-3Al olup yaygın AM'ye hazır partikül boyutu dağılımları ve bileşimlerinde üretilmektedir. Özel alaşımlar da mümkündür. |
| Titanyum alaşımları toz yataklı AM için en uygun partikül boyutu aralığı hangisidir? | Ortalama boyutu 30-60 mikron arasında olan 15-100 mikronluk bir partikül boyutu aralığı idealdir. Çok ince olması tozun taşınmasında ve yayılmasında zorluklara yol açar. Çok kaba olması daha az yoğun parçalara neden olabilir. |
| Titanyum alaşımları tozu nasıl depolanır ve kullanılır? | İnert gaz tahliyesi ve havaya maruz kalmanın en aza indirilmesi, alaşım kimyasını değiştirebilecek oksijenin alınmasını önlemek için kritik öneme sahiptir. Vakumla kapatılmış kaplar ve argonla doldurulmuş eldiven kutuları tozun etkili bir şekilde depolanmasını ve taşınmasını sağlar. |
| AM titanyum parçalarda hangi son işlemler kullanılır? | Sıcak izostatik presleme ve tavlama gibi ısıl işlemler mekanik özelliklerin iyileştirilmesine yardımcı olabilir. Yüzey bitirme adımları CNC işleme, delme, taşlama ve parlatma içerebilir. Basınç gerilmelerini indüklemek için bilyeli çekiçleme de kullanılır. |
| Titanyum alaşımları katkılı üretimden sonra geri dönüştürülebilir mi? | Evet, kullanılmış titanyum tozu genellikle kurtarılabilir, elenebilir ve yeniden kullanım için işlenmemiş tozla karıştırılabilir. Bazı titanyum alaşımları için 90%'nin üzerinde geri dönüşüm verim oranları elde edilir ve bu da önemli maliyet tasarrufu sağlar. |
Sonuçlar
Yüksek özgül mukavemet, yorulma ve korozyon direnci gibi özellikleriyle titanyum alaşım tozları, havacılık, tıp, otomotiv, enerji ve diğer zorlu uygulamalarda daha hafif, daha dayanıklı parçalar sağlar. Titanyum toz metalürjisindeki gelişmeler, AM teknikleri için özel olarak optimize edilmiş tozlar aracılığıyla benimsenmeyi daha da genişletiyor.
Önde gelen titanyum kaliteleri Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V ELI ve Ti-10V-2Fe-3Al; mukavemet, süneklik, tokluk, kaynaklanabilirlik, biyo-uyumluluk ve kimyasal direnç gibi özellikleri cazip fiyatlarla dengeler. Devam eden titanyum alaşımları gelişimi ve metal AM yeteneklerindeki ilerleme, kritik görev bileşenleri için titanyum tozu kullanımını hızlandıracaktır.
Paylaş
MET3DP Technology Co, LTD, merkezi Qingdao, Çin'de bulunan lider bir katmanlı üretim çözümleri sağlayıcısıdır. Şirketimiz, endüstriyel uygulamalar için 3D baskı ekipmanları ve yüksek performanslı metal tozları konusunda uzmanlaşmıştır.
İşletmeniz için en iyi fiyatı ve özelleştirilmiş Çözümü almak için sorgulayın!
İlgili Makaleler
Met3DP Hakkında
Son Güncelleme
Bizim Ürünümüz
BİZE ULAŞIN
Herhangi bir sorunuz var mı? Bize şimdi mesaj gönderin! Mesajınızı aldıktan sonra tüm ekibimizle talebinize hizmet edeceğiz.
3D Baskı ve Katmanlı Üretim için Metal Tozları
ÜRÜN
cONTACT BİLGİLERİ
- Qingdao Şehri, Shandong, Çin
- [email protected]
- [email protected]
- +86 19116340731