A TB (-típusú titánötvözet) és a TC (+ -típusú titánötvözet) különbségei és alkalmazásai

A GB/T-3620.1 nemzeti szabvány szerint: TB= -típus/közel- -típusú titánötvözet; TC= + kétfázisú titánötvözet. A kettő közötti alapvető különbségek a metallográfiai szerkezetükben, a mechanikai tulajdonságaikban, a feldolgozási jellemzőikben, a hőállósági határértékben, a költségekben és az alkalmazható forgatókönyvekben rejlenek.

I. Alapvető különbségek összehasonlítása

1. Metallográfiai szerkezet és ötvözőelemek

• TB sorozat (-Titánötvözetek, TB2, TB3, TB5, TB6, TB8): nagy mennyiségű -stabilizáló elemet tartalmaz: vanádium (V), molibdén (Mo), króm (Cr); túlnyomórészt test-központú köbös fázis szobahőmérsékleten; metastabil szerkezetet kapunk oldatos kezelés után, és finom fázisú csapadékot az öregedés után erősítve.

• TC sorozat (+ titánötvözetek, TC4, TC11, TC15, TC21)
Tartalmaz -alumínium stabilizáló elemet (Al) és -vanádium stabilizáló elemet (V); szorosan-csomagolt hatszögletű fázis és test-központú köbös fázis keverékéből áll, amelyek aránya hőkezeléssel állítható.

2. Mechanikai tulajdonságok

TB sorozat

1. Megoldás-hevített állapot: Kiváló plaszticitás, alkalmas hidegsajtolásra, hidegfejezésre és hajlításra; hidegalakítási teljesítménye sokkal jobb, mint a TC.

2. Oldatos kezelés és öregedéserősítés után a szakítószilárdság elérheti az 1300-1650 MPa-t, magasabb felső határ mellett.

3. Alacsonyabb rugalmassági modulus, nagyobb visszarugaszkodás; kiváló edzhetőség, alkalmas nagy-szelvényű kovácsolásokhoz (a 150 mm-nél nagyobb vastagság továbbra is általános szilárdságot biztosít).

4. Hátrányok: Rossz hőstabilitás, hosszú távú{1}} üzemi hőmérséklet 300 fok vagy annál kisebb; rossz megmunkálhatóság; valamivel nagyobb sűrűség; magasabb költség.

TC-sorozat (a TC4 képviselője)

1. Lágyított szakítószilárdság: körülbelül 895–930 MPa; hőkezelés után a maximális szilárdság körülbelül 1100 MPa, a szakítószilárdság kisebb, mint TB;

2. Mérsékelt plaszticitás, főként melegkovácsoláson és melegalakításon alapul, nehezen hidegen megmunkálható;

3. Jobb hőállóság, a TC4 folyamatosan működhet 400 fokon, a TC11 500 fokig;

4. Jobb megmunkálhatóság és hegeszthetőség, mint a TB, kiforrott technológia, alacsonyabb ár, magas költség-teljesítmény arány.

3. Korrózióállóság

• TB: Kiválóan ellenáll a tengervíznek és a kloridionos korróziónak; jobb ellenállás a különböző fémkontaktuskorrózióval szemben, kevésbé hajlamos a galvanikus korrózióra, ha rozsdamentes acéllal érintkezik; egyes minőségek (TB8) kiválóan ellenállnak az erős savaknak és a magas hőmérsékletű oxidációnak.

• TC: Jó korrózióállóság, elegendő tengervízhez és gyenge savas környezethez; de erősen korrozív körülmények között kissé gyengébb, mint a TB.

4. Feldolgozás és költség

• TB: Komplex olvasztási, kovácsolási és hőkezelési eljárások, amelyek szigorú hőkezelési ellenőrzést igényelnek; kiváló hidegmegmunkálás, alkalmas összetett vékony{0}}falú alkatrészekhez; ár 40%-100%-kal magasabb, mint a TC4.

• TC: Érett meleg megmunkálási folyamat, jó hegesztési teljesítmény, alacsony tömeggyártási költség; a globális titánötvözet-felhasználás körülbelül 80%-át teszi ki.

II. Gyakran használt fokozatok és alkalmazási forgatókönyvek

TB sorozatú (-titánötvözet) alkalmazások

1. TB2, TB3: Rendkívül erős hidegalakítási teljesítmény; nagy szilárdságú csavarokhoz az űrhajózásban, rugalmas rugókhoz, hullámos csőszerelvényekhez, kötőelemekhez, műholdcsatlakozókhoz használják; hideg-fejű csavarokhoz és titánrugókhoz alkalmas.

2. TB5 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn): A legerősebb fémlemez hidegsajtolási képesség; repülőgéphéj, méhsejt szerkezetek, vékony falú szabálytalan alkatrészek, könnyű szerkezeti alkatrészek motorkerékpárokhoz.

3. TB6 (Ti-10V-2Fe-3Al, közel- ötvözet): A legnépszerűbb nagy-szilárdságú titánötvözet; repülőgép futóműben, szárnycsuklókban, nagy teherhordó kovácsolásokban, versenyrudazatokban és csúcskategóriás motorkerékpárok nagy szilárdságú csavarjaiban használják; izotermikusan kovácsolható, ami jelentős súlycsökkenést eredményez.

4. TB8 ( -21S): Erős oxidációállóság; motor kipufogó-alkatrészeiben, speciális vegyi berendezésekben és magas hőmérsékletű vezetékekben használják.

TC sorozatú (+ titánötvözet) alkalmazások

1. TC4 (Ti-6Al-4V, 5. fokozat): A legsokoldalúbb; repülőgép-szerkezeti alkatrészekben, motorventilátorokban, ortopéd implantátumokban (TC4-ELI orvosi minőségű), kerékpárvázakban, közönséges titáncsavarokban, tengervizes berendezésekben és nyomástartó edényekben használják; az első választás hosszú távú, 400 fok alatti működéshez.

2. TC11: Hőálló{2}; aeromotorok

3. TC15, TC21: Nagy szilárdság és szívósság; repülőgépek teherhordó-kereteiben, futóművek csuklóiban és katonai szerkezeti elemekben használják.

TB (titánötvözet): Elsősorban ultra{0}}nagy szilárdság és kiváló hidegmegmunkálás jellemzi; rossz hőállóság, drága; nagy szilárdságú rugalmas alkatrészekben, nagy kovácsolt anyagokban és csúcsminőségű{2}}kötőelemekben használják.

• TC (+ titánötvözet): Kiegyensúlyozott általános teljesítmény, jobb hőállóság, könnyen hegeszthető és feldolgozható, magas költség-hatékonyság és a legsokoldalúbb.