Forbairt agus Feidhmiú Cóimhiotail Tíotáiniam: Ó Ti-6Al-4V go Gráid Neas-Alfa agus Béite

Is stair é stair cóimhiotail tíotáiniam maidir le dhá theorainn a bhrú amach ag an am céanna: an teocht ag ar féidir le comhpháirt oibriú gan ró-chreimeadh, agus an neart-go-chothromaíocht déine is féidir le struchtúr a fhulaingt. Forbraíodh an chéad chóimhiotal innealtóireachta, Ti-6Al-4V, sna Stáit Aontaithe i 1954 agus tá sé fós mar an pointe tagartha a ndéantar gach grád níos déanaí a mheas ina choinne. Déanann alúmanam an chéim alfa a chobhsú agus ardaíonn sé neart agus cumas ardteochta; déanann vanadium béite a chobhsú agus feabhsaíonn sé insínteacht gan an cóimheas c/a den laitís alfa a ardú, agus is é sin an fáth a n-oibríonn an péire chomh maith le chéile.

An Alfa{0}}Beta Workhorse

Suíonn Ti-6Al-Tá 4V sa fhine alfa-béite agus tá sé clúdaithe ag an tsonraíocht barra saoirsithe ASTM B348 agus an tsonraíocht stiall, leatháin agus pláta ASTM B265, le gráid aeraspáis eisithe faoi AMS 4928 do bharra agus AMS 4911 do leatháin. Is é a chomhdhéanamh ainmniúil ná 6 faoin gcéad alúmanaim agus 4 faoin gcéad vanadium le iarann ​​​​go 0.30 faoin gcéad agus ocsaigin go 0.20 faoin gcéad sa ghrád caighdeánach. Is iad na hairíonna teochta íosta seomra le haghaidh barra annealaithe ná 895 MPa teanntachta, toradh 828 MPa ar fhritháireamh 0.2 faoin gcéad agus fadú 10 faoin gcéad. Tá thart ar 10 go 15 faoin gcéad de chéim béite i micreastruchtúr annealed ag teocht an tseomra, agus is é sin a thugann an teaglaim inoibrithe de neart agus foirmiúlacht te don chóimhiotail.

Luaitear teocht na seirbhíse do TI-6Al-4V go coitianta mar 300 go 350 céim Celsius do dhleacht struchtúrach fadtéarmach. Is í an uasteorainn sin, ní an costas, a spreag an fhorbairt a thuilleadh.

Near-Cóimhiotail Alfa don Bhanda 400 go 550 Céim

Nuair a chuirtear méideanna beaga sileacain, siorcóiniam, stáin agus moluibdín leis agus an choibhéis alúmanaim a choinneáil ard, táirgeann sé gar do chóimhiotail alfa a bhfuil friotaíocht i bhfad níos fearr acu. Is é cóimhiotal clasaiceach an ghrúpa seo ná Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, a scríobhtar go minic Ti-6242, atá sonraithe le haghaidh dioscaí agus lanna comhbhrúiteora a oibríonn sa raon 450 go 520 céim. Síneann a choibhneas ard-moluibdín Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-6246, neart úsáideach go thart ar 500 céim agus fós inbhriste. Ardaíonn breisithe sileacain de 0.1 go 0.5 faoin gcéad an fhriotaíocht shreapáin trí fhíneáil silicíde a fhoirmiú agus deascán sin gluaisne díláithrithe bioráin ag teocht.

Gluaiseann líne chomhthreomhar cóimhiotail sa treo eile ar dhlús: tá alúmanídí tíotáiniam den teaghlach TiAl, bunaithe ar an gcéim gáma idirmhiotalacha, thart ar leath de dhlús na n-oll-chóimhiotail nicile agus úsáidtear iad le haghaidh lanna tuirbín ísealbhrú nuair a bhíonn an neart sonrach ag 650 go 750 céim níos mó ná an dearbh-dhéine.

Cóimhiotail Béite agus Metastable le haghaidh Neart agus Foirmiúlacht

Ligeann breiseáin chobhsaithe béite ar nós moluibdín, niobium, vanadium agus cróimiam do chóimhiotail pas béite ciúbach coirp a choinneáil ar an múchadh, atá i bhfad níos foirmiúla ná an phas alfa agus is féidir a bheith in aois go neart an-ard. Ti-15V-3Cr-Is cóimhiotal meite-stáblaí é 3Sn-3Al a úsáidtear le haghaidh stiallacha fuarrollta agus páirteanna leatháin san aeraspáis ina bhfuil gá le cruthanna casta a fhoirmiú ag teocht an tseomra; Úsáidtear Ti-10V-2Fe-3Al le haghaidh gaibhneachta móra cosúil le comhpháirteanna fearas tuirlingthe. Comhcheanglaíonn na cóimhiotail seo láidreachtaí teanntachta d'aois 1100 go 1250 MPa leis an gcumas iad a mheaisíniú agus a fhoirmiú sa riocht cóireáilte le réitigh, agus ansin aois tar éis monaraithe.

Comparáid idir Teaghlaigh Cóimhiotail Tíotáiniam

Sa chás go nÚsáidtear Gach Teaghlach i ndáiríre

Itheann aerárthaí tráchtála an méid is mó de tháirge alfa-béite, go príomha mar struchtúr agus leathán brionnaithe, le cóimhiotal beagnach alfa curtha in áirithe do chéimeanna an chomhbhrúiteora níos teo. Is iad na gráid neamhchóimhiotail is mó atá ag gléasra ceimiceach agus díshalannaithe toisc go leagann friotaíocht creimeadh, ní neart, an riachtanas. Tógann déantúsaíocht feiste leighis ábhar béite sa bhreis-íseal{-interstitial alfa{{{{{{{{}}{{{{{-) le haghaidh ionchlannáin, áit a gceannaíonn teorainn laghdaithe ocsaigine 0.13 faoin gcéad neart tuirse agus lamháltas damáiste. Úsáideann leictreonaic feithicleach agus tomhaltóra Ti-6Al-4V le haghaidh comhpháirteanna sceite, boltaí slaite nasctha agus frámaí struchtúracha ballaí tanaí. Baineann feidhmchláir chrióigineacha, lena n-áirítear láimhseáil gáis nádúrtha leachtaithe, leas as an bhfíric go bhfaigheann cóimhiotail tíotáiniam neart agus go gcoimeádann siad déine de réir mar a thiteann an teocht, murab ionann agus cruach feirríteacha a aistríonn go hiompar brioscach.

Srianta Próiseála a Mhúnann Rogha Cóimhiotail

Tá cóimhiotail tíotáiniam imoibríoch ag teocht, mar sin déantar leá i bhfolús foirnéisí stua nó leictreoin bhíoma agus ní mór oibriú te a dhéanamh in atmaisféar rialaithe nó le riochtú cúramach dromchla. fhulaingt cóimhiotail béite foirmiú fuar; Teastaíonn oibriú te ó chóimhiotail in aice-alfa agus tá sé deacair iad a fhuarú ar chor ar bith. Is fearr le táthú na gráid alfa agus alfa-béite, áit a bhfuil sciathadh gáis támh praiticiúil, agus teastaíonn próisis fholús-léas nó leictreoin de ghnáth le cóimhiotail béite ard-neart. Tá costas meaisínithe suntasach ar fud an teaghlaigh toisc go bhfuil seoltacht theirmeach íseal, thart ar 7 W in aghaidh an mhéadair kelvin le haghaidh Ti-6Al-4V, agus mar sin díríonn an teas ar thús cadhnaíochta in ionad sreabhadh isteach sa sliseanna.

Ceisteanna Coitianta

Q:An bhfuil Ti-6Al-4V mar an gcéanna le Grád 5?
A: Tá. Is é Grád 5 an t-ainmniú UNS R56400 don leagan caighdeánach idir-rannóg de Ti-6Al-4V. Is é Grád 23, UNS R56407 an leagan breise íseal-idir-rannóg le ocsaigin teoranta do 0.13 faoin gcéad, agus níl an dá cheann in-idirmhalartaithe i bhfeidhmchláir atá ríthábhachtach maidir le tuirse.

Q:Cén fáth arb í an fhriotaíocht shreapánach an tiománaí do ghar-chóimhiotail alfa seachas do neart teanntachta?
A: Os cionn thart ar 400 céim Celsius, déanann comhpháirteanna cosúil le dioscaí comhbhrúiteora uaireanta a chaitheamh faoi ualach agus dífhoirmiú mall, ní neart gearrthéarmach, socraíonn an bhfanann imréitigh laistigh den chaoinfhulaingt. Cuireann sileacain-cóimhiotail alfa cóngarach-i gcoinne an dífhoirmithe mall sin i bhfad níos fearr ná cóimhiotail alfa-béite-chóimhiotail de seomra comhchosúil-neart teochta an tseomra.

Q:Cad a chuireann teorainn le húsáid cóimhiotail tíotáiniam os cionn 600 céim Celsius?
A: Cruthaíonn idirleathadh ocsaigine isteach sa dromchla cás alfa crua, brittle, agus ardaíonn rátaí sceite go tapa. Is é an freagra praiticiúil i ndearadh an innill ná bogadh chuig alúmanamídí tíotáiniam idirmhiotalacha nó chuig cóimhiotail atá bunaithe ar nicil seachas leanúint ar aghaidh ag cóimhiotalú ar ghnáth-thíotáiniam.

Q:An féidir cóimhiotail béite a tháthú tar éis dul in aois?
A: Go hiondúil déantar cóimhiotail béite ard-neart a tháthú sa riocht a chóireáiltear le réiteach agus aois ina dhiaidh sin, toisc go ndéanann táthú struchtúr lán-aois an neart a dhíghrádú sa chrios a bhfuil tionchar aige air. I gcás nach féidir táthú a sheachaint tar éis dul in aois, tá gá le cáilíocht próisis don chóimhiotal ar leith agus don dearadh comhpháirteach.

Q:Cén cóimhiotail tíotáiniam ba chóir a roghnú le haghaidh malartóir teasa uisce farraige?
A: Grád neamhchóimhiotail amhail Grád 2, nó grád modhnaithe Pallaidiam ina bhfuil baol creimthe scáinte. Ní chuireann neart cóimhiotal aon rud i malartóir teasa uisce farraige, agus méadaíonn ábhar béite níos airde costas agus laghdaítear insínteacht leathnaithe feadáin.

Q:Cén tionchar a bhíonn ag seoltacht íseal teirmeach ar phleanáil déantúsaíochta?
A: Laghdaíonn sé luas gearrtha, díríonn sé teas ar imeall an uirlis, agus déanann sé freagra cóireála teasa íogair do thiús an ailt. Ní mór an dá nós imeachta meaisínithe agus táthú a bheith cáilithe ar an gcóimhiotal agus an tiús iarbhír seachas a aistriú ó chleachtas cruach.