I. Attīstības tendences un materiālu snieguma sasniegumi
Augstas -temperatūras titāna sakausējumi un TiAl intermetāliskie savienojumi ir kļuvuši par pamatmateriāliem jaunas-paaudzes lidmašīnu dzinējiem un augstas{2}temperatūras komponentiem to izcilās īpatnējās izturības, augstās-temperatūras izturības un šļūdes pretestības dēļ. To attīstības tendences ir vērstas uz:
1. Temperatūras nestspējas uzlabošana:
Jauni augstas -temperatūras titāna sakausējumi (piemēram, Ti-6242S, Ti-1100) var darboties temperatūrā no 520 līdz 600 grādiem (salīdzinājumā ar aptuveni 450 grādiem tradicionālajiem sakausējumiem), savukārt TiAl sakausējumi (piemēram, Ti-48Al-2Cr-2Nb) var darboties 0-9 grādu temperatūrā no 0 līdz 9 grādiem.
2. Nozīmīga vieglā svara priekšrocība:
TiAl blīvums (~3,9 g/cm³) ir ievērojami zemāks nekā augstas temperatūras sakausējumiem, kuru pamatā ir niķelis (~8,3 g/cm³), kas ļauj samazināt svaru par 40–50% ar tādu pašu stiprības līmeni.
3. Uzlabota plastmasas kaļamība:
Leģēšanas (Nb, Mo, B utt.) un mikrostruktūras kontroles (pilna slāņa, tuvu{1}} struktūra) TiAl telpas temperatūras pagarināšanās palielinās līdz 1,5–3,0% (salīdzinot ar<1% in the early stages), meeting the requirements of engineering applications.
II. Izrāvieni ūdenī-dzesēta vara tīģeļa vakuuma indukcijas kausēšanas (ISM) veidņu precīzās liešanas tehnoloģija
ISM tehnoloģija ir pārvarējusi galveno izaicinājumu, ko rada titāna sakausējumu augstā reaģētspēja un to tendence reaģēt ar tīģeli, padarot to par vēlamo izvēli augstas klases{0}}komponentu ražošanai:
1. Tīra kausēšana:
Ar ūdeni -dzesētais vara tīģelis veido "pārklājuma apvalku", kas izolē izkusušo materiālu no tīģeļa, ievērojami samazinot skābekļa pieaugumu (mazāk par vai vienāds ar 500 ppm) un ieslēgumus, kā arī palielinot lējumu noguruma kalpošanas laiku par vairāk nekā 20% (datu avots: "A" un Engineering Science).
2. Precīza sarežģītu komponentu formēšana:
Apvienojumā ar veidņu precizitātes liešanu tas nodrošina gandrīz -neto-formas formu sarežģītām plānām-sienu detaļām, piemēram, turbīnu lāpstiņām un integrētajiem diska komponentiem, ar izmēru precizitāti, kas sasniedz CT7 līmeni un virsmas raupjumu Ra Mazāks par vai vienāds ar 3,2 μm, samazinot apstrādes pielaidi par 50%.
3. Efektivitātes un kvalitātes uzlabošana:
Lielo ISM krāšņu kausēšanas jauda ir lielāka vai vienāda ar 500 kg (piemēram, Retech modelim). Lējumu kvalifikācijas līmenis ir palielinājies līdz vairāk nekā 98% (tradicionālais process aptuveni 85%), un ražošanas izmaksas ir samazinātas.
III. Pielietojuma piemēri un priekšrocības kosmosa un civilajā jomā
1. Aviācijas un kosmosa dzinēji (pamata svara samazināšana un efektivitātes uzlabošana)
Augstspiediena{0}}kompresora lāpstiņas:
GE GEnx dzinējā tiek izmantotas TiAl sakausējuma zema-spiediena turbīnas lāpstiņas (modelis Ti-48Al-2Cr-2Nb), kas samazina svaru par 50% salīdzinājumā ar sakausējumiem uz niķeļa bāzes un palielina vilces un svara attiecību.
Ražošanas priekšrocības: ISM liešana nodrošina sarežģītu asmeņu formu integrētu veidošanu, izvairoties no metināšanas defektiem.
Kopējais asmens disks:
Pratt & Whitney GTF dzinēja dažos pēdējos augsta spiediena{0}}kompresora posmos tiek izmantots augstas-temperatūras titāna sakausējums (piemēram, Ti-6-4) integrēta lāpstiņas diska ieliešanai, samazinot detaļu skaitu par 60%, samazinot svaru par 30% un uzlabojot rotora apstrādes stingrību (avota tehnoloģija).
2. Izplešanās civilajās jomās (augstas{1}}vērtības komponenti)
Automobiļu turbokompresori:
Mitsubishi un BorgWarner izmanto TiAl turbīnu rotorus (piemēram, Ti-47Al-2W-0.5Si), kas spēj izturēt 900 grādu izplūdes gāzes, palielinot rotācijas ātrumu par 15% un reakcijas ātrumu par 20% (dati: SAE Technical Papers).
Ražošanas priekšrocības: ISM precīzā liešana nodrošina dinamiskas līdzsvara prasības.
Biomedicīnas implanti:
Augstas -stingrības beta titāna sakausējumam (piemēram, Ti-13Nb-13Zr) pēc ISM kausēšanas ir ārkārtīgi zems piemaisījumu saturs, ar implanta noguruma cikliem > 10⁷, kas par 30% pārsniedz ASTM F136 standartu.
IV. Attīstības perspektīvas
1. Materiāla optimizācija:
Develop O-phase alloys (Ti₂AlNb-based) with higher operating temperatures (>650 grādi) un anti-oksidācijas TiAl sakausējumi (piemēram, tie, kas satur Si un Ag).
2. Viedās ražošanas jauninājums:
Integrējiet ISM ar 3D drukāšanas smilšu veidņu tehnoloģiju, lai par 60% samazinātu sarežģītu lējumu izstrādes ciklu, ļaujot ātri reaģēt uz mazām partijām (Pētniecības progress: "Piedevu ražošana").
3. Izmaksu kontrole:
Optimizējiet atkritumu pārstrādes procesus (piemēram, EBCHM pārkausēšanu), lai par 30% samazinātu izejmateriālu izmaksas un paplašinātu civilo tirgu (piemēram, pret koroziju izturīgie ģeotermālās enerģijas komponenti).
Secinājums
Augstas -temperatūras titāna sakausējumi un TiAl intermetāliskie savienojumi ir sasnieguši augstu tīrības pakāpi un sarežģītu struktūru ražošanu, izmantojot ISM investīciju liešanas tehnoloģiju. Tie ir pārbaudīti, ņemot vērā to vieglo svaru un veiktspējas priekšrocības galvenajos komponentos, piemēram, lidmašīnu dzinēju lāpstiņās, iebūvētajā diskā un automobiļu turbīnās. Nākotnē materiālu sistēmu inovācija un viedo ražošanas tehnoloģiju integrācija veicinās to plašāku pielietojumu augstākās klases iekārtās un civilajās jomās.
Populāri tagi: augstas{0}}temperatūras titāna sakausējums, Ķīna augstas temperatūras-titāna sakausējumu ražotāji, piegādātāji, rūpnīca
