Tekniska åtgärder för billiga titanlegeringar

Låg kostnad design i titanlegering

Utvecklingen av billiga titanlegeringar och billiga beredningar av titanlegeringar är de aktuella hotspotsna för forskning om titanlegering. Förenta staterna har genomfört ett stort antal konstruktioner och utveckling av legeringar med billiga råvaror och förbättrat materialets bearbetningsegenskaper. Timetal använder en billig Fe-Mo-huvudlegeringsform för att lägga till Fe-element i Ti-10V-2Fe-3Al-legering, i stället för dyrt V-element, utvecklade en ny typ av höghållfast och billig titanlegering Timetal-LCB (Ti- 4,5Fe -6,8Mo- 1,5Al). Timetal-LCB-legering har utmärkt styrka, duktilitet och utmattningsbeständighet, och legeringen har utmärkt bearbetbarhet vid lösningens värmebehandling och släckningsförhållanden. Som svar på Ford&# 39: s forskningskrav designade och utvecklade Timetal också en ny typ av billiga titanlegering Timetal 6-2S (Ti-6Al-1.7Fe-0.1Si) för icke-rymdapplikationer. Legeringen använder relativt billigt Fe-element för att ersätta V-elementet i Ti-6Al-4V-legeringen. Utan att förlora legeringens styrka och styvhet minskar dess produktionskostnad med 15% till 20% jämfört med Ti-6Al-4V-legeringen. För att uppfylla kraven på pansarfordon för materialprestanda har Huachang Corporation i USA utvecklat en ny billig titanlegering Ti-4Al-2.5V-1.5Fe-0.25O. Legeringen har goda mekaniska egenskaper, korrosionsbeständighet och elastiska egenskaper, och dess kulkollisionsmotstånd är bättre än Ti-6Al-4V ELI-legering. Jämfört med Ti-6Al-4V-legering har denna legering lägre produktionskostnader och är det material du väljer för pansarplattor eller militära fordonsdelar.

Japanska företag har också utfört mycket arbete med forskning och utveckling av billiga titanlegeringar. Ti-Fe-ON-serien av titanlegeringar är en av de typiska billiga titanlegeringarna, gemensamt utvecklade av Japan Iron and Steel Corporation och Toho Titanium. Denna typ av legering använder O- och N-element för att ersätta Al-elementet i Ti-6Al-4V-legeringen, och Fe-elementet ersätter V-elementet i Ti-6Al-4V-legeringen. Legeringen har god bearbetbarhet och utmärkt prestanda, och kostnaden är betydligt lägre än Ti-6Al -4V-legering. När det gäller att minska tillverkningskostnader för legeringar och minska förluster har Japan utvecklat superplastisk titanlegering Ti4.5Al-3V-2Mo-2Fe, det vill säga titanlegering SP-700. Legeringen kan använda superplastisk formnings- och diffusionsbindningsteknik vid temperaturer under 800 ° C, och den superplastiska formningstemperaturen är betydligt lägre än den för Ti-6Al-4V-legering, vilket minskar produktionskostnaderna.

China&# 39: s forskning om billiga titanlegeringar har precis börjat. Northwest Nonferrous Metals Research Institute har genomfört forskning om billiga titanlegeringsmaterial, såsom nära α Ti8LC och nästan β Til2LC som används i vapenindustrin eller den civila industrin. Både Ti8LC och Til2LC titanlegeringar antar billiga Fe-Mo masterlegeringar för att ersätta de dyrare V- och Cr-legeringselementen etc., vilket minskar legeringens råmaterialkostnad.


Billig bearbetningsteknik av titanlegering

När det gäller bearbetningsdesign för att förbättra energi- och materialutnyttjandet är det huvudsakligen beroende av högeffektiv och kortprocessbearbetning och förbättrad materialanvändning för att sänka kostnaderna. När det gäller smältning är den mest framträdande utvecklingen utvecklingen av raffinering av kylbäddsugnar, inklusive elektronstrålkylbäddsugn (EB-ugn) och plasmakylning av ugnaraffinering. De viktigaste fördelarna med raffinering av kylbäddsugnar är: 1 bättre eliminering av inneslutningar med hög densitet och låg densitet för att erhålla finkorniga och enhetliga göt; 2 100% användning av restmaterial som råmaterial; 3 engångssmältning för vissa ändamål Göt, plattor, ihåliga göt etc. produceras för att minska mängden efterföljande bearbetning vid produktion av plattor och rör. När det gäller gjutning utvecklas precisionsgjutningsteknik. Svamptitan måste smälts om i båg i vakuum. Generellt krävs två smältningar eller till och med tre smältningar för att erhålla titan eller legering med lämplig renhet och mikrostruktur. Därför har det blivit ett annat effektivt sätt att minska kostnaderna genom att ersätta smältgötprocessen (som i allmänhet svarar för 15% av den totala kostnaden för titan) genom en form av nästan nätform, såsom precisionsgjutning. Kontinuerlig gjutning och rullande teknik kan minska energiförbrukningen, öka produktionseffektiviteten och produktutbytet och förbättra produktens enhetlighet. Det har framgångsrikt använts vid tillverkning av stål och aluminium. Nyligen har Japan Institute of Metal Materials genomfört grundläggande experiment om kontinuerlig gjutning och valsning av titanlegeringar. Studier har visat att titan har utmärkt termoplasticitet och låg termisk hållfasthet (över 1 200 K), och har bättre bearbetningsprestanda vid hög temperatur än stål. Så länge ingen böjdeformation uppträder över fasövergångstemperaturpunkten kan den bearbetas med traditionell kontinuerlig gjutnings- och valsutrustning. Dessutom kan pulvermetallurgi, superplast gjutning / diffusionsteknik, laserformning etc. förkorta processflödet och spara kostnader.