TiNb Alaşım Tozu

TiNb Alaşım Tozuna Giriş

TiNb alaşım tozu titanyum ve titanyum alaşımından oluşur. niyobyum metaller. Yüksek mukavemet, düşük yoğunluk, biyouyumluluk, korozyon direnci, yorulma ve yüksek sıcaklıklarda sürünme direncinin benzersiz bir kombinasyonunu sunar.

TiNb alaşımları, saf titanyuma kıyasla daha üstün fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklere sahip daha geniş bir titanyum intermetalik malzeme sınıfının bir parçasıdır. Niyobyumun alaşım elementi olarak eklenmesi belirli özellikleri geliştirir ve TiNb alaşımlarının özel uygulamalar için uyarlanmasına olanak tanır.

TiNb alaşım tozunun bazı önemli avantajları şunlardır:

• Yüksek mukavemet/ağırlık oranı
• Aşırı sıcaklıklara ve streslere dayanma yeteneği
• Zorlu ortamlarda aşınma, yıpranma ve korozyona karşı dayanıklıdır
• Tıbbi kullanımlar için biyouyumlu ve toksik olmayan
• Katmanlı üretim kullanılarak karmaşık şekillerde işlenebilir
• Mühendisler için tasarım esnekliği sağlar

TiNb alaşımları havacılık ve uzay endüstrisinde nikel ve kobalt bazlı süper alaşımlarla rekabet etmektedir. Ayrıca biyomedikal implantlar ve cihazlar için paslanmaz çeliklere bir alternatif sunuyorlar. TiNb alaşımları, diğer malzemelerle mümkün olmayan yeni uygulamalara ve tasarımlara olanak sağlamaktadır.

Bu makale, TiNb alaşım tozunun bileşimi, özellikleri, işlenmesi, uygulamaları, teknik özellikleri, maliyetleri ve diğer pratik yönlerini kapsayan teknik bir referans sağlar.

TiNb Alaşımlı Toz Bileşimi

TiNb alaşımları temel kurucu unsurlar olarak öncelikle titanyum ve niyobyum içerir. Niyobyum içeriği tipik olarak ağırlıkça 10% ile 50% arasında değişir, bakiye ise titanyumdur.

Ti'nin Nb'ye oranı, belirli özellikler için optimize edilmiş farklı derecelerde TiNb alaşımları oluşturmak üzere ayarlanabilir. Bazı yaygın TiNb kaliteleri şunları içerir:

• Ti-10Nb - 10% niyobyum, 90% titanyum
• Ti-35Nb - 35% niyobyum, 65% titanyum
• Ti-45Nb - 45% niyobyum, 55% titanyum
• Ti-50Nb - 50% niyobyum, 50% titanyum

Ayrıca, özellikleri daha da geliştirmek için az miktarda zirkonyum, tantal, molibden, krom gibi diğer elementler de eklenebilir. Oksijen ve nitrojen de safsızlık olarak mevcut olabilir.

Tablo 1: Yaygın TiNb alaşım kalitelerinin kimyasal bileşimi

Alaşım Sınıfı	Niyobyum İçeriği	Titanyum İçeriği
Ti-10Nb	10%	90%
Ti-35Nb	35%	65%
Ti-45Nb	45%	55%
Ti-50Nb	50%	50%

Nihai TiNb alaşım ürününde istenen özelliklerin elde edilmesi için bileşimin kontrol edilmesi kritik önem taşır. Toz metalürjisi teknikleri, bileşen metallerin bir alaşım tozu hammaddesine hassas bir şekilde karıştırılmasına olanak tanır.

TiNb Alaşımlı Toz Özellikleri

TiNb alaşımları, onları yüksek performanslı uygulamalar için uygun kılan bir dizi yararlı fiziksel, mekanik ve kimyasal özellik sergiler. Bazı temel özellikler şunlardır:

Fiziksel Özellikler

• Yoğunluk - 4,5 ila 5,5 g/cm3, çelik ve nikel alaşımlarından daha düşük
• Erime noktası - bileşime bağlı olarak 1550 ila 1750°C
• Elektriksel direnç - 0,5 ila 0,6 μΩ.m, saf titanyumdan daha yüksek
• Termal iletkenlik - 6 ila 22 W/m.K, titanyumdan daha düşük

Mekanik Özellikler

• Çekme mukavemeti - 500 ila 1100 MPa, niyobyum içeriği ile artar
• Akma dayanımı - 300 ila 900 MPa
• Uzama - 10% ila 25%
• Sertlik - 200 ila 350 HV
• Yorulma dayanımı - 400 ila 600 MPa

Diğer Mülkler

• Korozyon direnci - Koruyucu oksit tabakası sayesinde mükemmel
• Aşınma direnci - Sertlik nedeniyle titanyumdan daha iyi
• Biyouyumluluk - Toksik ve alerjik değildir

Ti/Nb oranı ayarlanarak mukavemet, süneklik, sertlik ve elastik modül gibi özellikler uygulama gereksinimlerine göre optimize edilebilir.

Tablo 2: Ti-35Nb alaşımının tipik özellikleri

Mülkiyet	Değer
Yoğunluk	5,2 g/cm3
Erime noktası	1600°C
Çekme mukavemeti	650 MPa
Akma dayanımı	550 MPa
Uzama	15%
Elastik modül	60 GPa
Sertlik	250 HV

TiNb Alaşımlı Toz Uygulamaları

TiNb alaşımlarının benzersiz özellikleri, onları çeşitli endüstrilerdeki zorlu uygulamalar için uygun hale getirir:

Havacılık ve Uzay

• Motor bileşenleri - bıçaklar, diskler, bağlantı elemanları
• Gövde parçaları - iniş takımları, kanatlar, gövde
• Hidrolik sistemler - pompalar, valfler, aktüatörler

Otomotiv

• Valf yayları, motor valfleri
• Bağlantı çubukları, turboşarj rotorları
• Motor yarışı bileşenleri

Biyomedikal

• Ortopedik implantlar - diz, kalça
• Diş implantları, kronlar
• Cerrahi aletler
• Tıbbi cihazlar

Kimya Endüstrisi

• Isı eşanjörleri, reaktörler
• Pompalar, vanalar, borular
• Korozyona dayanıklı ekipman

Diğer Uygulamalar

• Spor malzemeleri - golf sopaları, bisiklet çerçeveleri
• Yüksek kaliteli saatler ve mücevherler
• Elektrik kontakları ve konektörler
• Yüksek sıcaklık fırın parçaları

Güç, sıcaklık direnci, korozyon direnci ve biyouyumluluk kombinasyonu, TiNb alaşımlarının bu endüstrilerde daha ağır malzemelerin yerini almasını sağlar.

Tablo 3: Endüstriye göre TiNb alaşım uygulamaları

Endüstri	Uygulamalar
Havacılık ve Uzay	Motor bileşenleri, gövde parçaları, hidrolik sistemler
Otomotiv	Valf yayları, motor valfleri, bağlantı çubukları
Biyomedikal	İmplantlar, dişçilik, cerrahi aletler, cihazlar
Kimyasal	Isı eşanjörleri, reaktörler, pompalar, vanalar
Diğer	Spor malzemeleri, saatler, elektrik kontakları, fırın parçaları

TiNb Alaşımlı Toz İşleme

TiNb alaşım tozu farklı işleme yollarıyla üretilebilir:

Metal Tozu Karıştırma

• elementel titanyum ve niyobyum tozları gerekli bileşimde birlikte karıştırılır
• harmanlanmış toz karışımı, TiNb alaşım tozunu oluşturmak için mekanik olarak alaşımlandırılır

Gaz Atomizasyonu

• Erimiş TiNb alaşımı inert bir gaz ile ince damlacıklar halinde atomize edilir
• damlacıklar katılaşarak küresel alaşım toz parçacıklarına dönüşür

Plazma Dönen Elektrot Prosesi (PREP)

• TiNb elektrot çubuğu plazma arkı kullanılarak eritilir ve yüksek hızlarda döndürülür
• merkezkaç kuvveti damlacıkların kopmasına ve parçacıklar halinde katılaşmasına neden olur

Hidrür-Dehidrür (HDH) Yöntemi

• Ti ve Nb metalleri kırılgan hidrit tozlarına dönüştürülür
• hidrit tozları karıştırılır, kurutulur, ezilir ve elenir

Tozun partikül boyutu, morfolojisi, akışkanlığı ve mikro yapısı, uygun üretim süreci seçilerek kontrol edilebilir. Bu, konsolidasyon sonrası nihai özellikleri etkiler.

Tablo 4: TiNb alaşımı toz üretim yöntemleri

Yöntem	Açıklama	Parçacık Boyutu	Morfoloji
Mekanik alaşımlama	Ti ve Nb tozlarının karıştırılması ve öğütülmesi	10 - 50 mikron	Düzensiz, köşeli
Gaz atomizasyonu	Erimiş alaşımın inert gaz atomizasyonu	15 - 150 mikron	Küresel
Plazma döner elektrot	Erimiş elektrotun santrifüjle parçalanması	50 - 150 mikron	Küresel
HDH süreci	Hidrasyon, dehidrasyon, karışımlı tozların kırılması	10 - 63 mikron	Düzensiz, köşeli

TiNb Alaşım Tozunun Konsolidasyonu

TiNb alaşım tozu, çeşitli toz metalurjisi konsolidasyon teknikleri kullanılarak tam yoğunluklu bileşenlere dönüştürülebilir:

Sıcak İzostatik Presleme (HIP)

• kapsüllenmiş toz, yüksek sıcaklık ve basınçta HIP'lenir

Vakum Sinterleme

• toz sıkıştırılır ve vakum fırınında sinterlenir

Kıvılcım Plazma Sinterleme

• toz aynı anda darbeli DC akımı ile ısıtılır ve sıkıştırılır

Metal Enjeksiyon Kalıplama (MIM)

• toz bağlayıcı ile karıştırılır, kalıplanır, kabuğu soyulur ve sinterlenir

Katmanlı Üretim

• toz yatağı füzyonu (SLM, EBM) veya yönlendirilmiş enerji biriktirme (DED)

HIP ve vakumlu sinterleme, ince mikro yapıyı korurken tam yoğunluğa yakın bir yoğunluk elde edebilir. Katmanlı üretim daha fazla geometrik özgürlük sunar. Konsolidasyon süreci, istenen özellikleri elde etmek için optimize edilebilir.

Tablo 5: TiNb alaşımı toz konsolidasyon teknikleri

Yöntem	Açıklama	Yoğunluk	Mikroyapı	Geometri
HIP	Yüksek basınç, yüksek sıcaklık	Tam yoğunluğa yakın	Güzel	Basit şekiller
Vakum sinterleme	Vakum fırınında sinterleme	Tam yoğunluğa yakın	Güzel	Basit şekiller
Kıvılcım plazma sinterleme	Darbeli akım ve basınç	Tam yoğunluk	Ultrafine	Basit şekiller
Metal enjeksiyon kalıplama	Toz + bağlayıcı kalıplama	Tam yoğunluğa yakın	Ultrafine	Karmaşık şekiller
Katmanlı üretim	Toz yatağı füzyonu veya yönlendirilmiş enerji biriktirme	Tam yoğunluğa yakın	Kaba	Karmaşık şekiller

TiNb Alaşım Tozu için Özellikler

TiNb alaşım tozu, farklı uygulamalar için özel olarak tasarlanmış çeşitli özelliklerde mevcuttur:

Kompozisyonlar: 10% ila 50% niyobyum içeriğine sahip kaliteler

Parçacık Boyutu: 10 ila 150 mikron

Morfoloji: Küresel, düzensiz veya harmanlanmış

Üretim Yöntemi: Gaz atomize, HDH, harmanlanmış elemental

Saflık: >99,5% titanyum, >99,8% niyobyum

Oksijen İçeriği: <2000 ppm

Akışkanlık: Salon akış hızı > 23 sn/50g

Görünür Yoğunluk: ≥ 2,5 g/cc

Musluk Yoğunluğu: ≥ 3,5 g/cc

Kimyasal bileşim, parçacık boyutu dağılımı, morfoloji, akış hızı ve yoğunluk yaygın olarak belirtilen özelliklerdir. Özel uygulamalar için özel alaşımlar ve toz spesifikasyonları üretilebilir.

Tablo 6: Ti-35Nb gaz atomize tozun tipik özellikleri

Parametre	Şartname
Alaşım bileşimi	Ti-35Nb
Parçacık boyutu	15 ila 45 mikron
Morfoloji	Küresel
Üretim yöntemi	Gaz atomizasyonu
Saflık	Ti >99,5%, Nb >99,8%
Oksijen içeriği	<1500 ppm
Akış hızı	>38 sn/50g
Görünür yoğunluk	≥ 2,7 g/cc
Musluk yoğunluğu	≥ 4,2 g/cc

TiNb Alaşım Tozu Tedarikçileri

Titanyum niyobyum alaşımı tozunun önde gelen küresel tedarikçilerinden bazıları şunlardır:

• AP&C - titanyum ve niyobyum alaşım tozları
• Atlantic Equipment Engineers - küresel ve açısal tozlar
• TLS Technik - gaz atomize TiNb alaşımları
• Metal Teknolojisi - harmanlanmış elemental ve ön alaşımlı tozlar
• Sandvik Osprey - gaz atomize küresel tozlar
• Carpenter Additive - özelleştirilmiş alaşım tozları

TiNb alaşımları da titanyum ve niyobyum metalleri tedarikçileri tarafından sunulmaktadır. Bu toz üreticilerinden hem standartlaştırılmış alaşımlar hem de özel bileşimler temin edilebilir.

Tablo 7: TiNb alaşım tozu tedarikçileri

Şirket	Malzemeler	Üretim Yöntemleri
AP&C	Ti, Nb, TiNb alaşımları	Gaz atomizasyonu
Atlantik Ekipman Mühendisleri	Ti, Nb, TiNb alaşımları	Gaz atomizasyonu, karıştırma
TLS Technik	TiNb alaşımları	Gaz atomizasyonu
Metal Teknolojisi	TiNb alaşımları	Harmanlanmış elemental, ön alaşımlı
Sandvik Osprey	TiNb alaşımları	Gaz atomizasyonu
Marangoz Katkısı	Özel TiNb alaşımları	Gaz atomizasyonu

TiNb Alaşımlı Toz Maliyeti

TiNb alaşım tozu, tek başına titanyum veya niyobyum tozundan daha pahalıdır. Maliyet şunlara bağlıdır:

• Bileşim - daha yüksek Nb içeriği maliyeti artırır
• Saflık - daha yüksek saflık için maliyet artar
• Partikül boyutu ve dağılımı
• Üretim yöntemi - gaz atomize toz daha maliyetlidir
• Sipariş miktarı - daha büyük hacimlerin maliyeti daha düşüktür

Küçük miktarlarda TiNb alaşım tozu için gösterge niteliğinde fiyatlandırma:

• Ti-10Nb: kg başına $100 ila $300
• Ti-35Nb: kg başına $200 ila $500
• Ti-50Nb: kg başına $300 ila $800

Yüzlerce kiloluk veya birkaç tonluk toplu siparişler için fiyatlandırma önemli ölçüde düşer.

Tablo 8: TiNb alaşım tozlarının gösterge niteliğindeki fiyatlandırması

Alaşım	Fiyatlandırma ($/kg)
Ti-10Nb	$100 – $300
Ti-35Nb	$200 – $500
Ti-50Nb	$300 – $800

TiNb Alaşım Tozunun Taşınması ve Depolanması

Reaktif bir metalik toz olarak, TiNb alaşım tozunu kullanırken biraz dikkatli olmak gerekir:

• Oksidasyonu ve kontaminasyonu önlemek için kuru, inert bir atmosferde kapalı kaplarda saklayın
• Oksijen, nem, yağ, yanıcı maddeler ile temasından kaçının
• İnce tozların yüzeylerde veya ekipman üzerinde birikmesini önleyin
• Taşıma sırasında kullanılan tüm iletken ekipmanları topraklayın
• Kıvılcım çıkarmayan aletler kullanın ve toz oluşumunu en aza indirin
• Kullanım sırasında eldiven giyin ve solunum koruması kullanın
• Topraklanmış havalandırma sistemleri kullanın ve toz bulutlarından kaçının
• Isı, alev, kıvılcım ve diğer tutuşturucu kaynaklardan uzak tutun
• Uygun KKD ve önlemler için güvenlik veri sayfasını takip edin

Kuru, inert bir atmosferde uygun şekilde depolanırsa, TiNb alaşım tozu 12 aylık tipik bir raf ömrüne sahiptir. Uygun olmayan depolama koşulları oksidasyona, akışkanlık kaybına veya tutuşma tehlikelerine yol açabilir.

Tablo 9: TiNb alaşımı toz işleme yönergeleri

Parametre	Kılavuz İlkeler
Depolama	Kapalı konteynerler, kuru inert atmosfer
Atmosfer	Oksijen, nem, yağ ve yanıcı maddelerden kaçının
Ekipman	Tüm iletken ekipmanları topraklayın
Araçlar	Kıvılcım çıkarmayan aletler kullanın
Havalandırma	Topraklı havalandırma sistemi
KKD	Eldivenler, solunum koruması
Önlemler	Isıdan, alevden, kıvılcımdan kaçının
Raf ömrü	İnert atmosferde 12 ay

TiNb Alaşım Tozu için Güvenlik Bilgi Formu

Diğer reaktif metal tozları gibi, TiNb alaşımı için bazı önemli güvenlik önlemleri:

• KKD kullanın - eldiven, koruyucu gözlük, maske/respiratör
• Tozların solunmasından kaçının - solunum koruması kullanın
• Cilt ve göz ile temasından kaçının
• Tozu kullandıktan sonra iyice yıkayın
• Tutuşturucu kaynaklardan kaçının, tozlar yanıcı olabilir
• Uygun topraklama ve havalandırma kullanın
• Oksidasyonu önlemek için inert depolama atmosferi
• Yüzeylerde dökülme ve toz birikmesini önleyin
• SDS ve uyarı etiketlerindeki talimatları izleyin

İlk yardım:

• Soluma: Temiz havaya çıkın. Gerekirse tıbbi yardım alın.
• Cilt teması: Sabun ve su ile yıkayın. Tahriş devam ederse yardım alın.
• Göz teması: Gözleri 15 dakika boyunca su ile yıkayın. Tıbbi yardım alın.
• Yutulması halinde: Su için. Rahatsızlık oluşursa tıbbi yardım alın.

TiNb alaşım tozunu kullanmadan ve işlemeden önce tüm sağlık ve güvenlik bilgileri için her zaman tedarikçiden alınan SDS'ye bakın.

Tablo 10: TiNb alaşım tozu için temel güvenlik önlemleri

Güvenlik Öğesi	Önlemler
KKD	Eldivenler, gözlükler, N95 maskesi
Soluma	Solunum koruması kullanın
Cilt teması	Etkilenen bölgeyi sabun ve su ile yıkayın
Göz teması	Gözleri 15 dakika boyunca su ile yıkayın
Yutma	Su için. Gerekirse tıbbi yardım alın.
Havalandırma	Topraklanmış havalandırma davlumbazları kullanın
Topraklama	Taşıma sırasında tüm ekipmanı topraklayın
Ateşleme	Kıvılcımlardan, alevlerden, ısı kaynaklarından kaçının
Depolama	Yanıcı maddelerden uzakta inert atmosfer

TiNb Alaşım Tozunun Kalite Kontrolü

TiNb alaşım tozunun spesifikasyonları karşıladığından emin olmak için çeşitli kalite kontrolleri yapılır:

• Kimyasal analiz - Bileşimi ve saflığı doğrulamak için ICP, GDMS veya LECO analizi
• Parçacık boyutu analizi - boyut dağılımı için lazer difraksiyon veya elek analizi
• Morfoloji - Parçacık şeklini ve yüzey topolojisini kontrol etmek için SEM görüntüleme
• Akış hızı - Toz akışkanlığı için Hall akış ölçer testi
• Yoğunluk - görünür yoğunluk ve kademe yoğunluğu ölçümleri
• Oksijen/azot - interstisyel safsızlıklar için inert gaz füzyon analizi
• Faz tanımlama - Mevcut fazları belirlemek için XRD analizi

Toz özellikleri her partide ASTM B939, ASTM F3049, EN 10204 3.1 gibi kalite standartlarına göre test edilir. Toz, homojenlik elde etmek için partiler arasında karıştırılabilir.

Tablo 11: TiNb alaşım tozu için test yöntemleri

Test	Yöntem	Standart
Kompozisyon	ICP, GDMS, LECO	ASTM E1479, ASTM E2330
Parçacık boyutu dağılımı	Lazer kırınımı, eleme	ASTM B822
Morfoloji	SEM görüntüleme	ASTM B822
Akış hızı	Hall akış ölçer	ASTM B213
Yoğunluk	Scott hacim ölçer	ASTM B212
Oksijen/Azot	İnert gaz füzyonu	ASTM E1019
Faz analizi	X-ışını kırınımı	ASTM E1876

TiNb Alaşımının Tıbbi Uygulamaları

Biyouyumlulukları, yüksek mukavemetleri ve düşük modülleri nedeniyle TiNb alaşımları tıbbi implantlar ve cihazlar için yaygın olarak kullanılmaktadır:

Ortopedik İmplantlar

• Diz ve kalça protezleri
• Kemik plakları, vidalar
• Spinal sabitleme cihazları
• Diş implantları ve köprüler

Ti-35Nb ve Ti-45Nb gibi TiNb alaşımları, yüksek yorulma mukavemeti sağlarken insan kemiğinin elastik modülüyle eşleşir. Bu, daha sert titanyum alaşımlarına kıyasla stres korumasını azaltır.

Kardiyovasküler Cihazlar

• Stentler
• Kalp pili kılıfları
• Kılavuz Teller
• Cerrahi aletler

TiNb alaşımlarının korozyon direnci, toksik olmaması ve manyetik olmaması, onları kan ve dokularla temas eden cihazlar için uygun hale getirir.

Tıbbi Kullanım için TiNb Alaşım Kaliteleri

• Ti-10Nb ila Ti-50Nb
• Ayarlanmış özellikler için Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta
• ISO 5832-11 ve ASTM F2066 standartları

Düşük modüllü Ti-35Nb ve Ti-45Nb yaygın olarak kullanılır. Daha yüksek Nb güçlendirir ancak modülü artırır. Küçük Zr/Ta ilaveleri özellikleri daha da özelleştirir.

Biyomedikal Kullanım için TiNb Alaşımlarının Avantajları

• Mükemmel biyouyumluluk ve osseointegrasyon
• Yüksek mukavemet ve yorulma direnci
• Kemiğe yakın düşük modül
• Toksik değildir, alerjenik değildir
• Korozyona dayanıklı
• Manyetik olmayan

TiNb alaşımları, implantlar için mukavemet, biyouyumluluk, korozyon direnci ve elastik modülün en iyi kombinasyonunu sağlar.

TiNb Alaşımlı Tıbbi Bileşenlerin Zorlukları

• Zor işleme ve fabrikasyon
• Ti-6Al-4V alaşımından daha pahalı
• Titiz kalite kontrol ve testler gerektirir
• Daha uzun vadeli klinik veriler hala gelişmektedir

Tıbbi kullanım için nispeten yeni olan TiNb bileşenlerinin üretimi ve ruhsatlandırılması daha karmaşık olabilir. Ancak avantajları kısa vadeli zorluklardan daha ağır basmaktadır.

TiNb Alaşımının Otomotivde Kullanım Alanları

TiNb alaşımlarının yüksek mukavemeti, sıcaklık direnci ve yorulma ömrü, onları otomotiv parçaları için cazip kılmaktadır:

Valf Yayları

• Daha yüksek mukavemet daha düşük yay kütlesi sağlar
• Yüksek RPM'de valf şamandırasını azaltır
• Daha yüksek güç çıkışına izin verir

Motor Valfleri

• Yüksek sıcaklıktaki egzoz gazlarına dayanır
• Aşınma ve deformasyona karşı dayanıklıdır
• Hafif

Bağlantı Çubukları

• Yüksek mukavemet/ağırlık oranı
• Karşılıklı kütleyi azaltır
• Daha yüksek RPM ve güç sağlar

Turboşarj Rotorları

• Yüksek sıcaklıklarda mukavemetini korur
• Sürünme deformasyonuna karşı dayanıklıdır
• Termal şok direnci
• Düşük yoğunluk

Motor Yarışı Bileşenleri

• Hafif süspansiyon, şasi parçaları
• Üstün yorulma ömrü

Azaltılmış kütle ve atalet, sıcaklık ve yorulma direnci ile birleşerek daha yüksek motor performansı ve verimliliği sağlar.

Otomotiv için TiNb Alaşımlarının Zorlukları

• Çelik alaşımlara kıyasla yüksek maliyet
• Toz metalürjisi ile işleme zorlukları
• Sınırlı tedarikçi ve üretim deneyimi
• Belirsiz maliyet-fayda oranı

Avantajlar, başlangıçta üst düzey araçlar ve motor sporları için premium fiyatlandırmayı haklı çıkarabilir. Daha geniş çapta benimsenmesi, TiNb tozu üreticilerinin maliyetleri düşürmesine bağlıdır.

TiNb Alaşımlarının Havacılık ve Uzay Uygulamaları

TiNb alaşımları, düşük sıcaklıklarda mukavemet gerektiren uçak motoru ve uçak gövdesi uygulamaları için nikel süper alaşımlarla rekabet eder:

Motor Bileşenleri

• Türbin kanatları, diskler, muhafazalar
• Kompresör kanatları
• Şaftlar, bağlantı elemanları
• İtme ters çeviricileri

Yapısal Parçalar

• İniş takımları
• Kanatlar, kaburgalar, kirişler
• Gövde çerçeveleri
• Hidrolik boru

Avantajlar

• 30-50% Ni süper alaşımlardan daha düşük yoğunluk
• Ağırlık tasarrufu sağlar
• Benzer mukavemet ve sürünme direnci
• Yüksek gerilim ve sıcaklıklara dayanır

Zorluklar

• Şu anda titanyum alaşımlarından daha yüksek maliyetler
• Dövme alaşımlara kıyasla işleme zorlukları
• Sınırlı üretim deneyimi ve kullanılabilirlik
• Mülk verileri hala gelişiyor

Havacılık ve uzay endüstrisi tutucudur, bu nedenle TiNb gibi yeni alaşımları benimsemeden önce uygulanabilirliği kanıtlamak ve tedarik zincirleri oluşturmak için kapsamlı test ve yeterlilik programlarına ihtiyaç vardır.

TiNb Alaşımlarının Diğer Uygulamaları

Tıbbi, otomotiv ve havacılık kullanımlarına ek olarak, TiNb alaşımları ayrıca aşağıdakiler için de uygundur:

• Denizcilik - Pervaneler, pompa şaftları, bağlantı parçaları
• Kimyasal - Isı eşanjörleri, kondansatörler, borular
• Spor ürünleri - Golf sopaları, bisiklet çerçeveleri, raketler
• Enerji üretimi - Buhar ve gaz türbini bileşenleri
• Elektronik - Püskürtme hedefleri, kapasitörler
• Takılar - Saatler, yüzükler, piercingler
• Petrol ve gaz - Kuyu içi aletler, valfler, pompalar

Korozyon direnci, biyouyumluluk ve elektriksel özellikler TiNb alaşımlarının farklı endüstrilerdeki kullanım alanını genişletmektedir.

Devam eden araştırma ve geliştirme çalışmaları, TiNb alaşım tozu ile üretim deneyimi arttıkça yeni uygulamaları ortaya çıkaracaktır. Benzersiz özellik dengesi, diğer malzemelerle mümkün olmayan tasarımları mümkün kılacaktır.

TiNb Alaşımları için Geleceğe Bakış

• Yaşlanan nüfus ve daha iyi implantlara duyulan ihtiyaç nedeniyle genişleyen tıbbi kullanım
• Ağırlığı azaltmak için havacılıkta benimsenme hızlanıyor
• Yüksek performans ihtiyaçları nedeniyle otomotiv kullanımı artıyor
• Derin deniz arama donanımı için petrol ve gaz ilgisi artıyor
• Toz metalürjisi ve AM teknikleri ile üretim gelişiyor
• Özellikleri uyarlamak için yeni kaliteler geliştiriliyor
• Üreticiler TiNb alaşım kapasitesini artırdıkça tedarik zinciri genişliyor
• Yüksek üretim hacimleriyle düşen maliyetler
• Sektörler arasında daha geniş farkındalık ve kabul

TiNb alaşımlarının en zorlu uygulamalarda geleneksel alaşımların yerini alan yeni bir gelişmiş malzeme haline gelmesi için gelecek parlak görünüyor. Başarıları, satın alınabilirliği artırmak için devam eden yatırımlara bağlıdır.

TiNb Alaşım Tozuna İlişkin Temel Çıkarımlar

• TiNb alaşımları titanyuma kıyasla üstün mekanik özellikler sunar
• Saf titanyumdan daha güçlü, daha sert ve daha yüksek sertlik
• Nikel/çelik alaşımlarına göre daha düşük yoğunluk ve daha yüksek mukavemet
• Üstün yüksek sıcaklık performansı
• Zorlu ortamlarda sürünme, yorulma ve korozyona karşı dayanıklıdır
• Tıbbi implantlar için mükemmel biyouyumluluk
• Ti/Nb oranını değiştirerek ayarlanabilir özellikler
• Karışımlı elemental veya ön alaşımlı toz metalürjisi ile üretilmiştir
• Toz AM, HIP, MIM veya sinterleme kullanılarak konsolide edilebilir
• Havacılık, otomotiv, biyomedikal endüstrilerinde önde gelen uygulamalar
• Hafifletme ve yüksek performans ihtiyaçları nedeniyle gelecek beklentileri olumlu

TiNb alaşımları, toz metalurjisi tekniklerinin sağladığı gelişmiş bir metalik malzeme atılımını temsil etmektedir. Üretim maliyetleri düştükçe, hafif, güçlü ve sıcaklığa dayanıklı alaşımlar talep eden birçok endüstriyi değiştirmeye hazırdırlar.

TiNb Alaşım Tozu Hakkında Sıkça Sorulan Sorular

İşte TiNb alaşım tozu hakkında bazı yaygın soruların cevapları:

S: TiNb alaşımlarının titanyum alaşımlarına göre başlıca avantajları nelerdir?

TiNb alaşımları, titanyum alaşımlarına kıyasla daha yüksek mukavemet, sertlik, sertlik, aşınma direnci ve yüksek sıcaklık performansına sahiptir. Ayrıca nikel ve çelik alaşımlarından daha düşük yoğunluğa sahiptirler.

S: TiNb alaşımları hangi sektörlerde kullanılır?

Ana uygulama alanları havacılık, otomotiv, biyomedikal, kimya, denizcilik ve enerji üretim endüstrileridir. Toz metalurjisi üretimi arttıkça kullanım alanı da genişlemektedir.

S: TiNb alaşım tozunun tipik fiyat aralığı nedir?

Fiyatlandırma, bileşim, kalite ve sipariş hacmine bağlı olarak Ti-10Nb için yaklaşık $100/kg ile Ti-50Nb için $300-800/kg arasında değişmektedir. Üretim arttıkça fiyatlar da düşüyor.

S: TiNb alaşım tozu için hangi partikül boyutu yaygındır?

Parçacık boyutları 10 ila 150 mikron arasında tipiktir. Katmanlı üretim için 10-45 mikron ince tozlar tercih edilir. Pres ve sinter uygulamaları için 150 mikrona kadar daha kaba tozlar kullanılır.

S: TiNb alaşım tozları nasıl üretilir?

Ana üretim yöntemleri arasında gaz atomizasyonu, plazma sferoidizasyonu, hidrit-dehidrit işlemi ve harmanlanmış elemental bulunmaktadır. Gaz atomize ve plazma sferoidize tozlar AM için tercih edilen küresel morfolojiye sahiptir.

S: Tıbbi kullanımda TiNb alaşımları için hangi standartlar geçerlidir?

ISO 5832-11 ve ASTM F2066 standartları, cerrahi implant sınıfı TiNb alaşımları için bileşim, mekanik özellikler, kalite kontrol testleri ve işleme gereksinimlerini kapsar.

S: TiNb alaşımları 3D yazdırılabilir mi?

Evet, TiNb alaşım tozları lazer toz yatağı füzyonu, elektron ışını toz yatağı füzyonu ve yönlendirilmiş enerji biriktirme 3D baskı işlemleriyle uyumludur. İyi yoğunluk ve özellikler için parametrelerin optimizasyonu gerekir.

S: TiNb tozları ile ilişkili sağlık riskleri var mı?

Diğer metal tozlarında olduğu gibi, toz patlama risklerini ve soluma maruziyetlerini en aza indirmek için TiNb tozlarını kullanırken bazı önlemler alınması gerekir. Ancak alaşımın kendisi son derece biyouyumludur.

S: TiNb alaşımlarının benimsenmesi için görünüm nedir?

Hafif, güçlü ve ısıya dayanıklı malzemelere duyulan ihtiyaç nedeniyle TiNb alaşımlarının artan kullanımıyla gelecek umut verici görünüyor. Toz metalürjisi üretim maliyetleri düştükçe benimsenme hızlanacaktır.

Bu, mühendislerin spesifikasyon, işleme, uygulamalar ve gelişmekte olan gelişmiş bir malzeme olarak TiNb alaşım tozunun beklentileri ile ilgili temel sorularını kapsamaktadır. Diğer özel sorularınız için bize ulaşın.