Technická opatření pro nízkonákladovou slitinu titanu

Nízké náklady na design ze slitiny titanu

Vývoj levných titanových slitin a levná příprava titanových slitin jsou současnými hotspoty výzkumu slitin titanu. Spojené státy provedly velké množství návrhů a vývoje v oblasti designu slitin s použitím levných surovin a zlepšením zpracovatelských charakteristik materiálů. Společnost Timetal používá levnou formu slitiny Fe-Mo k přidání prvku Fe do slitiny Ti-10V-2Fe-3Al, místo drahého prvku V vyvinula nový typ vysoce pevné a levné titanové slitiny Timetal-LCB (Ti- 4,5 Fe - 6,8 - 1,5 Al). Slitina Timetal-LCB má vynikající pevnost, tažnost a odolnost proti únavě a slitina má vynikající zpracovatelnost v podmínkách tepelného zpracování roztoku a kalení. V reakci na výzkumné požadavky společnosti Ford&# 39 společnost Timetal také navrhla a vyvinula nový typ nízkonákladové titanové slitiny Timetal 6-2S (Ti-6Al-1,7Fe-0,1Si) pro jiné než letectví. Slitina používá relativně levný prvek Fe k nahrazení prvku V ve slitině Ti-6Al-4V. Bez ztráty pevnosti a tuhosti slitiny se její výrobní náklady sníží o 15% až 20% ve srovnání se slitinou Ti-6Al-4V. Za účelem splnění požadavků obrněných vozidel na výkon materiálu vyvinula společnost Huachang Corporation ve Spojených státech novou nízkonákladovou titanovou slitinu Ti-4Al-2,5V-1,5Fe-0,25O. Slitina má dobré mechanické vlastnosti, odolnost proti korozi a elastické vlastnosti a její odolnost proti rázům je lepší než slitina Ti-6Al-4V ELI. Ve srovnání se slitinou Ti-6Al-4V má tato slitina nižší výrobní náklady a je materiálem vhodným pro pancéřové desky nebo části vojenských vozidel.

Japonské společnosti také hodně pracovaly na výzkumu a vývoji levných titanových slitin. Série titanových slitin Ti-Fe-ON je jednou z typických levných titanových slitin, které společně vyvinuly společnosti Japan Iron and Steel Corporation a Toho Titanium. Tento typ slitiny používá prvky O a N k nahrazení prvku Al slitiny Ti-6Al-4V a prvek Fe nahrazuje prvek V slitiny Ti-6Al-4V. Slitina má dobrou obrobitelnost a vynikající výkon a cena je výrazně nižší než u slitiny Ti-6Al -4V. Pokud jde o snížení nákladů na výrobu slitin a snížení ztrát, Japonsko vyvinulo superplastickou titanovou slitinu Ti4.5Al-3V-2Mo-2Fe, tj. Slitinu titanu SP-700. Slitina může používat technologii superplastického tváření a difúzní spojování při teplotách pod 800 ° C a teplota superplastického tváření je výrazně nižší než u slitiny Ti-6Al-4V, čímž se snižují výrobní náklady.

Čínský výzkum&# 39 právě zahájil výzkum levných titanových slitin. Severozápadní institut pro výzkum neželezných kovů provedl výzkum levných materiálů ze slitin titanu, jako jsou například téměř α Ti8LC a téměř β Til2LC používané ve zbrojním průmyslu nebo v civilním průmyslu. Jak titanové slitiny Ti8LC, tak Til2LC používají levné hlavní slitiny Fe-Mo, aby nahradily dražší prvky slitiny V a Cr atd., Což snižuje náklady na surovinu pro slitinu.


Nízkonákladová technologie zpracování slitiny titanu

Pokud jde o návrh zpracování, aby se zlepšilo využití energie a materiálu, je to hlavně závislé na vysoce efektivním a krátkém zpracování a zlepšení využití materiálu za účelem snížení nákladů. Pokud jde o tavení, nejvýznamnějším pokrokem je vývoj rafinace pece s chladicím ložem, včetně pece s chladicím ložem s elektronovým paprskem (EB pec) a plazmové rafinace pece s chladicím ložem. Hlavní výhody rafinace v peci se studeným ložem jsou: 1 lepší eliminace vměstků s vysokou a nízkou hustotou pro získání jemnozrnných a rovnoměrných ingotů; 2100% využití zbytkových materiálů jako surovin; 3 jednorázové tavení pro určité účely Ingoty, desky, duté ingoty atd. Se vyrábějí, aby se snížilo množství následného zpracování při výrobě desek a trubek. Pokud jde o formování, je vyvinuta technologie přesného lití. Houba titan musí být přetavena obloukem ve vakuu. Obecně trvá dvě tavení nebo dokonce tři tavení, aby se získal titan nebo slitina s vhodnou čistotou a mikrostrukturou. Proto se nahrazení procesu tavení ingotů (obecně představujících 15% celkových nákladů na titan) procesem téměř čistého tvaru, jako je přesné lití, stalo dalším účinným způsobem, jak snížit náklady. Technologie kontinuálního lití a válcování může snížit spotřebu energie, zvýšit efektivitu výroby a výtěžnost produktu a zlepšit uniformitu produktu. Úspěšně se používá při výrobě oceli a hliníku. Nedávno provedl Japonský institut kovových materiálů základní experimenty s procesem kontinuálního lití a válcování slitin titanu. Studie prokázaly, že titan má vynikající termoplasticitu a nízkou tepelnou pevnost (nad 1 200 K) a že má lepší zpracovatelský výkon při vysokých teplotách než ocel. Dokud nedojde k žádné deformaci v ohybu nad teplotním bodem fázového přechodu, lze ji zpracovat tradičním zařízením pro kontinuální lití a válcování. Kromě toho může prášková metalurgie, technologie superplastického formování / difúze, formování laserem atd. Zkrátit tok zpracování a ušetřit náklady.