3D baskı için TiAl3 Tozu

TiAl3 tozu, titanyum ve alüminyumdan oluşan metaller arası bir bileşiktir. Hafiftir, oksidasyona dayanıklıdır ve yüksek sıcaklıklara dayanabilir. Bu da onu havacılık, otomotiv, enerji ve diğer yüksek performanslı uygulamalarda kullanım için uygun hale getirir.

TiAl3 tozunun bazı temel özellikleri ve karakteristikleri:

TiAl3 Toz Özellikleri ve Karakteristikleri

TiAl3 tozu, gaz atomizasyonu, plazma döner elektrot işlemi (PREP) ve mekanik alaşımlama dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle üretilebilir. Toz boyutu, morfolojisi, bileşimi, mikro yapısı ve diğer özellikleri üretim yöntemine bağlıdır.

Titanyum içeriği tipik olarak 55-65 wt% aralığındadır ve alüminyum dengeyi oluşturur. Az miktarda krom, niyobyum, karbon veya oksijen maksimum 1%'ye kadar mevcut olabilir. Ti:Al oranı özellikleri optimize etmek için ayarlanabilir.

TiAl3 Toz Özellikleri

Temel özellikler arasında titanyum alaşımlarına kıyasla düşük yoğunluk, yüksek erime noktası, orta düzeyde termal iletkenlik ve yüksek sıcaklıklarda mukavemet ve sertliğin korunması yer alır.

TiAl3 Toz Özellikleri

TiAl3 tozu, pürüzsüz yüzeyli, iyi akış ve paketleme özelliklerine sahip küresel morfolojiye sahiptir. Gevrekleşmeyi önlemek için düşük oksijen ve nitrojene sahiptir.

TiAl3 Toz Uygulamaları

TiAl3'ün özelliklerinden yararlanan başlıca uygulamalardan bazıları şunlardır:

Katmanlı Üretimde TiAl3 Toz Uygulamaları

• TiAl3 tozu, seçici lazer eritme (SLM) ve elektron ışını eritme (EBM) gibi toz yatağı füzyon işlemlerinde havacılık ve otomotiv için karmaşık titanyum alüminid bileşenleri üretmek için kullanılır.
• Toz yatak AM'de Ti6Al4V'ye kıyasla daha düşük reaktiviteye ve daha kolay basılabilirliğe sahiptir. TiAl3 parçalar, döküm ve dövme alaşımlarla karşılaştırılabilir ince mikroyapı ve mekanik özelliklere sahiptir.
• TiAl3 ile AM, türbin kanatları, turboşarj çarkları, egzoz bileşenleri vb. için daha hafif tasarımlar, daha az parça sayısı ve montajların birleştirilmesini sağlar.

Termal Spreyde TiAl3 Toz Uygulamaları

• TiAl3 tozunun termal sprey kaplamaları, türbin kanatları, kanatlar, yanma kutuları vb. üzerinde yüksek sıcaklıklarda oksidasyon ve korozyon direnci sağlar.
• Nikel alaşımları ve titanyum kaplamalardan daha iyi sıcaklık kapasitesine sahiptir. TiAl3 kaplamalar 700-900°C'de çalışabilir.
• Kaplamalar plazma sprey, yüksek hızlı oksi-yakıt (HVOF) veya sıcak sprey prosesleri ile uygulanır. Tipik kaplama kalınlığı 150-500 mikrondur.

Lazer Kaplamada TiAl3 Toz Uygulamaları

• TiAl3 tozu, koruyucu bir yüzey alaşım tabakası oluşturmak için titanyum veya nikel alaşımlı alt tabakalar üzerine lazerle kaplanabilir.
• Kaplanmış katman, gelişmiş yüksek sıcaklık mukavemeti, oksidasyon direnci ve aşınma direnci sağlar.
• Lazer kaplama, sıcak korozyon koşullarına maruz kalan jet motoru ve kara tabanlı türbin bileşenlerinde kullanılır.

TiAl3 Toz Özellikleri

TiAl3 tozu, aşağıdaki gibi spesifikasyonlara uygun çeşitli standart kalitelerde mevcuttur:

TiAl3 Toz Bileşimleri

Yaygın bileşimler, titanyumun ağırlık yüzdesini temsil eden Ti-45Al, Ti-55Al veya Ti-62Al gibi titanyum içeriğine dayanmaktadır. Az miktarda krom veya niyobyum mevcut olabilir.

TiAl3 Toz Parçacık Boyutu Dağılımı

AM süreçleri için tipik boyut dağılımları, 22 μm'nin altındaki minimum inceliklerle 22-45 μm civarında merkezlenir. Termal sprey için 150 μm'ye kadar daha büyük boyutlar kullanılır.

TiAl3 Toz Standartları

• ASTM B821 - Refrakter Alaşım Tozlarının ve Kompaktlarının Plazma Teknikleri ile Hazırlanması Standardı
• AMS 4982 - Toz Sarf Malzemeleri, Titanyum Alüminitler, Plazma Atomize
• AMS 7008 - Termal Sprey Kaplamalar için Titanyum Alüminit Alaşımlı Toz

Toz üretimi, numune alma, test etme ve kabul etme, refrakter alaşımlar ve titanyum alüminitler için endüstriyel standartları takip eder.

TiAl3 tozu, yaygın olarak kullanılan diğer tozlara kıyasla bazı avantaj ve dezavantajlara sahiptir:

TiAl3 Tozunun Diğer Tozlarla Karşılaştırılması

• TiAl3, 600°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda Ti6Al4V gibi titanyum alaşımlarından daha yüksek mukavemete sahiptir
• Titanyum ve alüminyum alaşımlarına kıyasla daha iyi oksidasyon direnci sunar
• Yüksek alüminyum içeriği nedeniyle titanyum alaşımlarından daha pahalıdır
• Oda sıcaklığında titanyum alaşımları kadar kolay işlenemez veya şekillendirilemez
• Yüksek sıcaklıktaki yapısal uygulamalar için en uygun

TiAl3'ün diğer alaşım sistemlerine kıyasla nerede üstün veya düşük performans gösterdiğini anlayarak, avantajlarından yararlanmak için ideal uygulamalar belirlenebilir.

TiAl3 Toz Tedarikçileri

TiAl3 tozu, dünya çapında bir dizi tedarikçiden ticari olarak temin edilebilir. Başlıca üreticilerden bazıları şunlardır:

TiAl3 Toz Üreticileri

TiAl3 Toz Fiyatlandırması

Fiyatlar satın alma hacmine, saflık seviyelerine, partikül boyutu dağılımına ve morfolojiye bağlıdır. Özel alaşım bileşimleri de mümkündür ancak daha pahalıdır.

SSS

S: TiAl3 tozu üretmek için hangi yöntemler kullanılabilir?

C: Ana üretim yöntemleri gaz atomizasyonu, plazma döner elektrot işlemi ve mekanik alaşımlamadır. Her yöntem farklı uygulamalar için uygun farklı toz özellikleri ile sonuçlanır.

S: TiAl3 titanyum alaşımları ile uyumlu mudur?

C: TiAl3, Ti6Al4V gibi titanyum alaşımlarında çok sınırlı katı çözünürlüğe sahiptir. Kırılgan intermetalik fazların oluşması nedeniyle TiAl3 tozunun titanyum alaşım tozları ile karıştırılması önerilmez.

S: TiAl3'e hangi alaşım elementleri eklenebilir?

C: Nb, Cr, Ni, Cu gibi elementler, mikroyapıyı ve mekanik özellikleri değiştirmek için TiAl3 ile alaşımlandırılmıştır. Ancak, aşırı alaşımlama oksidasyon direncini olumsuz etkileyebilir.

S: PREP ve gaz atomize TiAl3 tozu arasındaki fark nedir?

C: PREP tozu, eklemeli üretim için ideal olan ince küresel partiküllere sahipken, gaz atomize toz, presleme ve sinterleme için uygun olan biraz daha kaba, daha uygun maliyetli partiküllere sahiptir.

S: TiAl3 tozunu kullanırken ne gibi önlemler alınmalıdır?

C: TiAl3 tozu yanıcıdır ve oksidasyona eğilimlidir. Uygun KKD giyilmeli ve kontaminasyonu önlemek için inert atmosfer altında işlem yapılmalıdır. Nem ve oksijene maruz kalma toz kalitesini düşürür.

Sonuç

Özet olarak, TiAl3 çeşitli uygulamalar için toz formunda mevcut olan önemli bir yüksek sıcaklık intermetalik malzemedir. Düşük yoğunluk, mukavemet ve yüksek sıcaklıklarda oksidasyon direnci gibi özellikleri onu havacılık, otomotiv ve enerji endüstrileri için uygun hale getirir. Tozun uygun şekilde taşınması, depolanması ve test edilmesi, nihai parça özelliklerinin elde edilmesi için kritik öneme sahiptir. TiAl3, işlenebilirlik ve oda sıcaklığı sünekliğindeki bazı sınırlamalara rağmen yüksek sıcaklıktaki yapısal kullanım durumları için geleneksel titanyum alaşımlarına göre avantajlar sunmaktadır. Devam eden araştırmalar, alaşım ilaveleri ve yenilikçi işleme teknikleri ile malzemeyi daha da geliştirmeyi amaçlamaktadır.