高温チタン合金とさまざまな種類のチタン合金分類と特性

June 19, 2024

世界で最初の高温チタン合金は成功裏に開発されたのはTI-6AL-4Vであり、サービス温度は300〜350°でした。その後、IMI550、BT3-1、およびサービス温度400℃の他の合金が連続して開発され、IMI679、IMI685、TI-6242、TI-6242、その他合金。航空機エンジンに正常に適用された新しい高温チタン合金はそうです。英国IMI829、IMI834合金;アメリカのTI-1100合金;ロシアのBT18Y、BT36合金など。近年、外国は、高温チタン合金の開発方向として、急速な固化/粉末冶金技術、繊維または粒子強化複合材料を使用してチタン合金を開発しているため、チタン合金の使用を650以上に増やすことができます。。迅速な固化 /粉末冶金技術を使用した米国マクドネルダグラスカンパニーは、760で高純度の高密度チタン合金を開発しました。その強度は、チタン合金強度を使用した現在の室温に相当します。

チタン - アルミニウム化合物ベースのチタン合金

一般的なチタン合金と比較して、チタンアルミニウム化合物ベースのTi3al（α2）ナトリウム（α2）およびTial（γ）間属化合物は、良好な高温性能（それぞれ816および982°Cの温度を使用）、酸化耐性、クリープ抵抗、および光の利点があります。重量（密度はニッケルベースの高温合金の1/2のみ）であり、これらの利点により、エアロエンジンおよび航空機の構造コンポーネントの将来の競争力のある材料になります。現在、米国には2つのTi3ALベースのチタン合金TI-21NB-14ALとTI-24AL-14NB-＃V-0.5moが2つあります。近年開発された他のTi3ALベースのチタン合金には、Ti-24AL-11NB、TI25AL-17NB-1MO、およびTI-25AL-10NB-3V-1MOなどが含まれます。 IS TAL-（1-10）m（at。％）で、mはV、Cr、Mn、NB、Mn、Mo、および少なくとも1つの要素Wの1つです。最近、Tial3ベースのチタン合金TI-65AL-10NI合金など、注目を集め始めました。

高強度と高靭性β型チタン合金

β型チタン合金は、1950年代半ばに米国のるつぼ会社B120VCA合金（TI-13V-11CR-3AL）によって最初に開発されました。 β型チタン合金には、優れた高温およびコールドマシニング特性があり、鍛造が簡単で、溶接、溶接、固形溶液になります - 非常に良好な一致の高い機械的特性、良好な環境抵抗、強度、および骨折の靭性を得るための老化処理。。以下の新しい高強度および高粘度β型チタン合金を代表する：TI1023（TI-10V-2FE-＃al）、30crMNSIA高強度構造鋼の性能に一般的に使用される合金および航空機構造成分は比較可能です鍛造パフォーマンスへ。 TI153（TI-15V-3CR-3AL-3SN）、合金の冷静なパフォーマンスは工業用チタンよりも優れており、合金の冷酷なパフォーマンスは工業用チタンよりも優れています。老化後の室温引張強度は、1000MPa以上に達する可能性があります。 β21S（TI-15MO-3AL-2.7NB-0.2SI）、合金は、米国チタン金属会社のタイムェット部門によって開発された新しいタイプの酸化耐性の超高強度チタン合金であり、良好な酸化抵抗性を備えています。優れたホットおよびコールドマシニング性能は、厚さ0.064mmのホイルにすることができます。 Japan Pipe（NKK）は、SP-700（TI-4.5AL-3V-2MO-2FE）チタン合金を成功裏に開発しました。合金は高強度、最大2000％の超塑性伸長、および超塑性形成温度が140℃のそれよりも140倍低いTI-6AL-4Vは、Ti-6AL-4V合金を超塑性形成 - 拡散接続（SPF/DB）テクノロジーに置き換えるために使用できます。ロシアは、上記の最大1105mpaまでの引張強度であるBT-22（TI-5V-5MO-1CR-5AL）を開発しました。

火炎遅延チタン合金

従来のチタン合金は、特定の条件下でアルカンに点火する傾向があり、それが主にその用途を制限します。この状況に対応して、すべての国が難燃剤チタン合金に関する研究を開始し、特定のブレークスルーを行いました。 Qiangが発達した合金C（50TI-35V-15cr（質量分率）のT公称組成とも呼ばれ、連続燃焼燃焼性炎症性チタン合金であり、F119エンジンで使用されています。BTT-1およびBTT-3ロシアの火炎剤のチタン合金の発達は、Ti-cu-al合金であり、かなり良好な熱変形プロセスの性能を持っています。
医療チタン合金

チタン材料は無毒で、軽量で、強力であり、優れた生体適合性を備えているため、人体のインプラントとして使用するための非常に望ましい医療金属材料です。現在、医療分野で広く使用されているのはTi-6Al-4V Eli合金です。しかし、後者は非常に少量のバナジウムとアルミニウムイオンを沈殿させ、その細胞適応性を低下させ、人体に害を及ぼす可能性があります。早くも1980年代半ばに、米国は整形外科手術のためにアルミニウムを含まないバナジウムを含まない生体適合性チタン合金の開発を開始しました。日本、英国、および他の国もこの分野で多くの研究作業を行っており、新しい進歩を遂げました。たとえば、日本は、TI-15ZR-4NB_4TA-0.2PD、TI-15ZR-4NB-ATA-0.2PD-0.20〜0.05N、TI-15SN-4NB-4NB-4NB-4NB-4NB-4NB-を含む、優れた生体適合性を備えた一連のα+βチタン合金を開発しました。 2TA-0.2PDおよびTI-15SN-4NB-2TA-0.2PD- 0.20、これらの合金は、TI-6AL-4V ELIよりも優れた腐食強度、疲労強度、腐食抵抗を持っています。 α +βチタン合金と比較して、βチタン合金は、強度が高く、より良い切開特性と靭性を持ち、それらはインプラントとしての人体への着床により適しています。米国では、5つのβチタン合金が医療用途に推奨されています。つまり、TMZFTM（TI-12MO-^ZR-2FE）、TI-13NB-13ZR、タイムテル21SRX（TI-15MO-2.5NB-0.2SI）、Tiadynee 1610（TI-16NB-9.5HF）、およびTi-15mo。近い将来、高強度の水路、およびより良い切開特性と靭性を備えたこのようなチタン合金は、α+βチタン合金よりも人体への移植により適していると推定されています。近い将来、高強度、弾力性が低く、優れた形成性と腐食抵抗を持つこのような小屋チタン合金は、現在医療分野で広く使用されているTi-6AL-4V ELI合金に代わる可能性があります。

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著者:

Mr. negan

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