Beta titanová slitina obsahuje nejvyšší podíl beta stabilizačních prvků, které oslabují vazbu mřížky a snižují modul pružnosti (který může být až 45 GPa). Tato vlastnost činí slitinu beta titanu obzvláště atraktivní pro aplikace biomedicínských implantátů. Tyto prvky mohou také zcela zachovat vysokoteplotní beta fázi při rychlém ochlazení (jako je kalení vodou) na pokojovou teplotu. Následné ošetření stárnutím může urychlit malé alfa fáze (a další metastabilní fáze) v matrici beta fáze, a tím poskytnout posilující účinek. Mezní pevnost v tahu starých beta titanových slitin může být výrazně vyšší než u alfa a alfa+beta titanových slitin, proto zaujímají zvláštní postavení v celkovém uplatnění titanových slitin v leteckém průmyslu, zejména v oblasti klíčových nosných-komponent. Například Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (Ti-17) má mez kluzu 1000-1200 MPa a používá se hlavně jako vysokopevnostní ventilátorový disk v leteckých motorech.
Oproti tomu mez kluzu za studena válcovaných a stárnutých Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (Beta-C) při pokojové teplotě se může přiblížit 1500 MPa, což se hodí pro použití v leteckých pružinách, spojovacích materiálech a tlakových pouzdrech. 3 Současné studie slitin typu titan-2Sr-4Mo-Al-2Sr-4Mo-6 jsou převážně na slitinách titanu (Ti-6246),Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (Ti-17),Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe (Ti-55511), Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr (Ti-55531 a-5Vi-5Ci) a-5Vi-5Ti) slitinové systémy, jako je Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (Beta-C). Konečná pevnost v tahu (UTS) téměř všech aditivně vyrobených beta titanových slitin ve stavu po nanesení je nižší než 1000 MPa, přičemž nabízí velmi dobré prodloužení větší nebo rovné 15 %.
Tepelné zpracování po aditivní výrobě může významně změnit tahové vlastnosti (zejména pevnost v tahu) - slitin titanu. Bez ohledu na to, zda je teplota zpracování roztoku nad nebo pod bodem fázového přechodu, v kombinaci s ošetřením stárnutím lze pevnost slitiny (mez kluzu YS a konečnou pevnost v tahu UTS) výrazně zlepšit a její hodnota pevnosti může daleko převyšovat hodnotu aditivní slitiny Ti-6Al-4V.
Laserem řízená energetická depozice (L-DED) Ti-55531 slitina upravená pevným roztokem a stárnutím v oblasti fáze má konečnou pevnost v tahu 1352 megapascalů a celkové prodloužení 5,9 %. Slitina Beta-C pro tavení laserového prášku (L-PBF) může dosáhnout pevnosti v tahu (UTS) přes 1600 megapascalů a rovnoměrného prodloužení asi 5 % prostřednictvím přímého stárnutí, což je v současnosti nejvyšší hodnota pevnosti uváděná pro aditivní výrobu titanových slitin.
Ošetření tuhým roztokem + stárnutím a přímým stárnutím však obvykle vedou ke snížení plasticity: například prodloužení L-PBF Ti-55531 po ošetření pevným roztokem + stárnutím je menší než 2 %. Za tímto účelem výzkumníci vyvinuli proces trojitého žíhání (pevný roztok ve fázi fáze a tuhý roztok + stárnutí ve /dvo{8}}fázové oblasti) v L-DED Ti-55531, který zvýšil celkové prodloužení z 5,9 % ve stavu stárnutí tuhého roztoku na 8,5 %. Výzkum L-PBF Ti-55511 a L-PBF Ti-17 ukázal, že zvýšení teploty stárnutí může zlepšit plasticitu (od křehkého lomu před kluzem při stárnutí při 450 stupních až po přibližně 8% prodloužení při stárnutí při 650 stupních). Kromě toho může L-DED Ti-55511 získat UTS přibližně 1100 megapascalů a prodloužení přibližně 12 % po podrobení se zpracování beta polem předehřívání na 900 stupňů a ochlazení pece, po kterém následuje žíhání.
For alloys with low content of beta stabilizing elements (such as Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo), annealing at 600-900 ℃ is usually carried out to promote the decomposition of alpha martensite into alpha and beta phases, thereby achieving high yield strength (from about 450 megapascals to about 1050 megapascals) while maintaining good plasticity (>15%).
Vyžádejte si cenovou nabídku
E-mail:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:{0}}
