Titaaniseosten kehityshistoria ja käyttötila
Titaaniseoksesta, tärkeänä rakennemetallina, joka nousi esiin 1950-luvulla, tuli nopeasti alan uusi suosikki sen lujuuden, erinomaisen korroosionkestävyyden ja lämmönkestävyyden ansiosta. Titaaniseoksesta on tullut korvaamaton materiaali monilla aloilla, kuten ilmailu-, ilmailu-, auto-, kemianteollisuudessa ja sairaanhoidossa. Alkuperäisestä korkean lämpötilan titaaniseoksesta nykypäivän lääketieteelliseen titaaniseokseen, titaaniseosten tutkimus ja soveltaminen ovat jatkuvasti tehneet uusia läpimurtoja.
1. Korkean lämpötilan titaaniseoksen läpimurto
Maailman ensimmäinen onnistuneesti kehitetty korkean lämpötilan titaaniseos on Ti-6Al-4V, jota voidaan käyttää 300-350 asteen lämpötilassa. Myöhemmin tekniikan kehittymisen myötä korkeamman lämpötilan titaaniseokset on otettu käyttöön peräkkäin, kuten IMI550, BT3-1 ja muut seokset, joiden käyttölämpötila on 400 astetta, kun taas IMI679, IMI685, Ti{{10 }}, Ti-6242 ja muut seokset voivat toimia vakaasti korkeissa 450–500 asteen lämpötiloissa. Tällä hetkellä uusia korkean lämpötilan titaaniseoksia, joita on käytetty lentokoneiden moottoreissa, ovat IMI829- ja IMI834-lejeeringit Iso-Britanniasta, Ti-1100-seos Yhdysvalloista sekä BT18Y- ja BT36-seokset Venäjältä.
Titaaniseosten käyttölämpötilan nostamiseksi entisestään ulkomaat ottavat aktiivisesti käyttöön uusia teknologioita, kuten nopean jähmettymis-/jauhemetallurgiateknologian ja kuitu- tai hiukkasvahvisteisia komposiittimateriaaleja kehittääkseen titaaniseoksia, jotka voivat toimia korkeissa yli 650 asteen lämpötiloissa. Esimerkiksi yhdysvaltalainen McDonnell Douglas on onnistuneesti kehittänyt erittäin puhtaan ja tiheän titaaniseoksen käyttämällä nopeaa jähmettymis-/jauhemetallurgiatekniikkaa, joka voi silti säilyttää erinomaisen lujuuden 760 asteessa.
2. Titaani-alumiiniyhdistepohjaisten titaaniseosten nousu
Titaani-alumiiniyhdistepohjaiset titaaniseokset, kuten Ti3Al ( 2) ja TiAl ( ) metallien väliset yhdisteet, ovat tulleet kilpailukykyisiksi materiaaleiksi tuleviin lentokonemoottoreihin ja lentokoneiden rakenneosiin niiden hyvän suorituskyvyn korkeissa lämpötiloissa, vahvan hapettumisenkestävyyden ja hyvän virumiskestävyyden ansiosta. ja kevyt paino. Tällä hetkellä Ti3Al-pohjaiset titaaniseokset, kuten Ti-21Nb-14Al ja Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo, ovat alkaneet tuottaa massaa. tuotantoa Yhdysvalloissa. TiAl ( ) -pohjaiset titaaniseokset, kuten TAL-(1-10)M (at.%), ovat myös herättäneet laajaa huomiota ainutlaatuisten ominaisuuksiensa vuoksi.
3. -tyyppisten titaaniseosten kehittäminen
-tyyppisillä titaaniseoksilla on hyvät kylmä- ja kuumakäsittelyominaisuudet, helppo takoa, valssata, hitsata jne., ja ne ovat tärkeitä materiaaleja ilmailu-, auto- ja muilla aloilla. Edustavia tyyppisiä titaaniseoksia ovat Ti1023, Ti153, 21S jne., joilla ei ole vain erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja ympäristönkestävyys, vaan niillä on myös korkea lujuus ja sitkeys.
4. Lääketieteelliset titaaniseokset
Titaani on myrkytöntä, kevyttä, erittäin lujaa ja sillä on erinomainen biologinen yhteensopivuus. Se on ihanteellinen lääketieteellinen metallimateriaali. Tällä hetkellä Ti-6Al-4v ELI-seosta käytetään laajalti lääketieteen alalla, mutta siitä mahdollisesti saostuvien vanadiini- ja alumiini-ionien haitat ihmiskehoon ovat kiinnittäneet huomion lääketieteellinen yhteisö. Tätä tarkoitusta varten kehitetään aktiivisesti alumiinittomia, vanadiinittomia, bioyhteensopivia titaaniseoksia. Esimerkiksi Japani on kehittänyt sarjan + titaaniseoksia ja titaaniseoksia, joilla on erinomainen biologinen yhteensopivuus ja joiden odotetaan korvaavan Ti-6Al-4V ELI-lejeeringit tulevaisuudessa ja niistä tulee lääketieteellisten implanttien yleisiä materiaaleja. .
2000-luvulla titaaniseosten käyttöalueita on laajennettu entisestään. Ilmailualalla titaaniseoksia on tullut välttämätön materiaali lentokoneiden, rakettien ja muiden lentokoneiden valmistuksessa niiden keveyden ja suuren lujuuden vuoksi. Siviilialalla titaaniseoksia on myös alkanut ilmaantua. Titaaniseoksia on kaikkialla huippuluokan polkupyöristä ja kelloista lääketieteellisiin laitteisiin ja autojen valmistukseen. Tieteen ja tekniikan jatkuvan kehityksen ja korkean suorituskyvyn materiaalien kasvavan kysynnän myötä titaaniseosten tulevaisuuden kehitysnäkymät ovat entistä laajemmat.
