Zugeigenschaften der additiven Fertigung von Alpha-Titanlegierungen Alpha-Titanlegierungen enthalten bei Raumtemperatur typischerweise nur eine sehr geringe Menge an Beta-Phase (weniger als 5 Vol.-%). Sie bestehen normalerweise aus einer hohen Konzentration an Alpha-Stabilisatoren (Al, Zr, Sn) und einer kleinen Menge an Beta-Stabilisatoren (Mo, Ta, Nb, W, V, Cr, Ni, Mn, Co, Fe). Kommerzielle Alpha-Titanlegierungen umfassen hauptsächlich Τi-8Al-1Mo-1V, Ti-5Al-2,5Sn, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242), Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V (TA15) und Ti-5,8Al-4Sn-3,5Zr-0,7Nb - 0.5Mo - 0.35Si - 0.06 - C (IMI 834) usw.
Aufgrund des Mangels an Beta-stabilisierenden Elementen weisen Alpha-Titanlegierungen höhere Beta-Phasenumwandlungstemperaturen auf als die beiden anderen Legierungsklassen. Daher verfügt die Alpha-Titanlegierung über eine zufriedenstellende Kriechfestigkeit und eine angemessene mechanische Stabilität bei hohen Temperaturen (bis zu ~ 600 Grad), was sie zu einem geeigneten Kandidaten für Teile von Turbinentriebwerken macht. Beispielsweise wurde die IMI 834-Legierung sehr erfolgreich für die Kompressorscheibe und die Hinterachse des Trent 700-Triebwerks in Airbus A330-Flugzeugen eingesetzt, wo die Arbeitstemperatur bis zu 600 Grad erreicht. Und auch aufgrund der niedrigen DBTT (normalerweise unter -150 Grad) der Alpha-Phase ist Alpha-Titanlegierung das vielversprechendste Strukturmaterial für Tieftemperaturanwendungen und wird seit langem in der Energie-Niedertemperaturtechnik (als Laufräder für Flüssigwasserstoffpumpen) verwendet.
In the sedimentary state, there are significant differences in the tensile strength of different L-PBF α titanium alloys, with CP Ti having the lowest ultimate tensile strength (UTS) (about 700 MPa), while Ti-6242S has the highest UTS (>1500 MPa). Die Gesamtdehnung (EL) der meisten sedimentären L-PBF-Titanlegierungen ist relativ konstant und liegt normalerweise unter 10 %. Eine Ausnahme bildet CP Ti, dessen EL größer als 20 % ist.
Nach dem Glühen im Bereich von 490-890 Grad nahm die Plastizität von L-PBF CP Ti nur geringfügig zu (innerhalb von 3 %), während seine Festigkeit mit zunehmender Wärmebehandlungstemperatur weiter abnahm. Im Gegensatz dazu kann L-PBF Ti-6242 seinen UTS durch direkte Alterungsbehandlung von 1381 MPa im Sedimentzustand auf 1438 MPa erhöhen. Dies ist eine der wenigen Studien, die die Festigkeit der L-PBF-Titanlegierung durch Wärmebehandlung erfolgreich verbessert haben, obwohl dies mit einer deutlichen Abnahme der Plastizität einhergeht (L-PBF Ti-6242 bricht, bevor es nachgibt). Durch optimierte Wärmebehandlungsprozesse, einschließlich der häufig verwendeten Lösungsalterungsbehandlung und neuartiger zyklischer Erwärmungsmethoden, kann die L-PBF-Titanlegierung eine bessere Festigkeits- und Plastizitätsanpassung erreichen. Beispielsweise kann nach 140 Minuten zyklischer Wärmebehandlung zwischen 960 und 860 Grad die Gesamtdehnung von L-PBF Ti-6242 deutlich auf größer oder gleich 15 % erhöht werden, während der Streckgrenzenwert größer oder gleich 1000 MPa ist.
Darüber hinaus weist die L-PBF-Titanlegierung sowohl im abgeschiedenen Zustand als auch im Zustand nach der Behandlung eine deutliche Anisotropie der Zugeigenschaften auf. Bei Alpha-Titanlegierungen, die mit anderen additiven Fertigungstechniken als L-PBF hergestellt werden, konzentriert sich die Forschung derzeit nur in geringem Umfang auf Materialien wie CP Ti, Ti-6Al-2Zr-1Mo-1V und Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, und ihre mechanischen Eigenschaften sind im Allgemeinen mittelmäßig.
Fordern Sie ein Angebot an
E-Mail:bjcxtitanium@gmail.com
WhatsApp:+8613571718779
