Titan aluminidlari (TiAl) asosan titanium (Ti) va alyuminiy (Al) dan tashkil topgan intermetalik birikmalar sinfidir va ular yuqori haroratga chidamliligi, oksidlanishga chidamliligi va past zichligi bilan mashhur. Ushbu xususiyatlar TiAl qotishmalarini aerokosmik, avtomobilsozlik va energiya ishlab chiqarish sanoatida, ayniqsa nikel asosidagi super qotishmalar kabi an'anaviy materiallar juda og'ir yoki qimmat bo'lgan muhitda qo'llash uchun jozibali materiallarga aylantiradi. TiAl intermetalik birikmalari keyingi avlod yuqori haroratli materiallar uchun eng istiqbolli alternativa hisoblanadi.

TiAl intermetalllarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan turli xil qayta ishlash usullari orasida, chang metallurgiya (PM) hal qiluvchi texnika sifatida ajralib turadi. Chang metallurgiyasi TiAl qotishmalarining tarkibi, mikro tuzilishi va g'ovakliligini aniq nazorat qilish imkonini beradi, bu iqtisodiy samaradorlik, mexanik ishlash va material xususiyatlari bo'yicha muhim afzalliklarni taqdim etadi. Kukun o'lchami, ishlov berish parametrlari va sinterlash sharoitlarini manipulyatsiya qilish orqali TiAl qotishmalarining xususiyatlarini ekstremal sharoitlarda ularning ish faoliyatini yaxshilash uchun maxsus ilovalar uchun moslashtirish mumkin.

Ushbu maqolada chang metallurgiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan TiAl intermetalllarining keng ko'lamli ko'rib chiqilishi, ularning asosiy xususiyatlari, qayta ishlash usullari va qo'llanilishi ko'rib chiqiladi. U TiAl qotishmalarini ishlab chiqishda chang metallurgiyasining afzalliklari va muammolarini ta'kidlab, ushbu muhim moddiy tizimni har tomonlama tushunishni taklif qilishga qaratilgan.

TiAl Intermetallics tarixi va rivojlanishi

Titan aluminidlarining rivojlanishi 1950-yillarda yuqori haroratli ilovalar kontekstida intermetalik birikmalar kontseptsiyasi birinchi marta o'rganilganda kuzatilishi mumkin. Dastlabki tadqiqotlar bir qator fazalarni o'z ichiga olgan ikkilik Ti-Al tizimiga qaratilgan edi alpha2 (Ti₃Al) va Gamma (TiAl) fazalari, ular TiAl intermetaliklarini ishlab chiqishda asosiy qiziqish uyg'otadi.

TiAl qotishmalari 1980 va 1990-yillarda katta e'tibor qozondi, chunki tadqiqotchilar ushbu materiallarning yuqori haroratli strukturaviy ilovalar uchun potentsialini tushuna boshladilar. Ularning past zichligi, yuqori erish nuqtasi va yuqori haroratlarda oksidlanishga chidamliligi ularni turbinali dvigatellar, reaktiv harakat va boshqa ilg'or aerokosmik tizimlar uchun munosib nomzod sifatida joylashtirdi. Biroq, xona haroratida etarlicha egiluvchanlikka ega TiAl qotishmalarini ishlab chiqarish muhim muammo bo'lib qoldi. Ushbu muammoni hal qilish uchun tadqiqotchilar material ichidagi mikro tuzilma va faza taqsimotini nazorat qilishga e'tibor qaratdilar va buning rivojlanishiga olib keldi. gamma yaqinida Gamma-TiAl ning yuqori kuchini atrof-muhit haroratida yaxshilangan egiluvchanlik bilan birlashtirgan TiAl qotishmalari.

Chang metallurgiya usullari, xususan, gazni atomizatsiya qilish, tez qotib qolish va issiq izostatik presslash (HIP) dan foydalanish nozik mikro tuzilmalarga va yaxshilangan mexanik xususiyatlarga ega TiAl intermetaliklarini ishlab chiqarishda muhim ahamiyatga ega bo'ldi. Bu usullar qotishma tarkibi va mikro tuzilishini aniq nazorat qilish imkonini berdi, bu esa yuqori ishlash xususiyatlariga ega TiAl qotishmalarini ishlab chiqarish imkonini berdi.

TiAl qotishmalarining tarkibi va fazalari

TiAl qotishmalari har biri o'ziga xos xususiyatlarga ega bo'lgan bir nechta alohida fazalarga ega bo'lgan murakkab faza diagrammasini namoyish etadi. TiAl qotishmalarining asosiy fazalariga quyidagilar kiradi:

• Alpha2 (Ti₃Al): Alfa2 fazasi yuqori haroratli, tartibli faza bo'lib, olti burchakli zich o'ralgan (hcp) tuzilishga ega. Yuqori haroratlarda yuqori quvvat va barqarorlikni ta'minlaydi, lekin xona haroratida mo'rt bo'ladi.

• Gamma (TiAl): Yuz markazlashtirilgan kubik (fcc) tuzilishga ega gamma faza TiAl intermetaliklarida eng ko'p ishlatiladigan fazadir. U mukammal yuqori harorat kuchi, oksidlanish qarshiligi va past zichlikni taklif qiladi, lekin xona haroratida past egiluvchanlikka moyil.

• Lamellar tuzilishi: TiAl qotishmalarida keng tarqalgan mikro tuzilma bo'lib, qatlamli struktura alfa2 va gamma fazalarining o'zgaruvchan qatlamlaridan iborat. Ushbu struktura materialning mexanik xususiyatlarini, shu jumladan mustahkamlik va sinish chidamliligini yaxshilaydi.

• B2 fazasi (TiAl₃): Alyuminiyga boy bo'lgan bu faza yuqori qattiqlik va oksidlanish qarshiligini ta'minlaydi, ammo past egiluvchanlikka ega, bu uni strukturaviy ilovalar uchun kamroq moslashtiradi.

TiAl qotishmalarining tarkibi istalgan xususiyatlarga va qo'llanilishiga qarab farq qilishi mumkin. A ning tipik tarkibi gamma-TiAl qotishma taxminan 45-48% titan va 45-50% alyuminiy bo'lib, materialning xususiyatlarini yaxshilash uchun niobiy (Nb), xrom (Cr) va vanadiy (V) kabi boshqa elementlarning kichik qo'shilishi bilan.

Jadval 1: Ti-Al qotishmalarida umumiy faza diagrammasi va kompozitsiyalar

TiAl Intermetallics kukunli metallurgiyasini qayta ishlash

Chang metallurgiyasi (PM) moslashtirilgan xususiyatlarga ega TiAl intermetaliklarini ishlab chiqarishning asosiy usuli hisoblanadi. PM jarayoni bir necha asosiy bosqichlarni o'z ichiga oladi: kukun ishlab chiqarish, aralashtirish, siqish va sinterlash. Har bir bosqich TiAl qotishmasining yakuniy xususiyatlarini aniqlashda hal qiluvchi rol o'ynaydi.

1. Kukun ishlab chiqarish

Kukun metallurgiyasining birinchi bosqichi nozik Ti va Al kukunlarini ishlab chiqarishdir. Kerakli zarracha o'lchamlari va taqsimoti kabi kukunlarni ishlab chiqarish uchun turli xil texnikalar qo'llaniladi gaz atomizatsiyasi, suvning atomizatsiyasiva mexanik qotishma.

• Gazni atomizatsiya qilish: Gazni atomizatsiya qilish eritilgan metallni mayda tomchilarga atomizatsiya qilish uchun yuqori bosimli gazdan foydalanishni o'z ichiga oladi, ular tezda kukunga aylanadi. Ushbu jarayon nisbatan tor zarracha hajmi taqsimotiga va yuqori tozalikka ega bo'lgan kukunlarni ishlab chiqaradi, bu uni TiAl qotishmalarini ishlab chiqarish uchun ideal qiladi.

• Suvni atomizatsiya qilish: Bu usulda erigan metallni tez sovutish uchun suv ishlatiladi, natijada tartibsiz shakldagi kukunlar hosil bo'ladi. Suv bilan atomizatsiyalangan kukunlar odatda zarrachalar hajmining kengroq taqsimotiga ega va ba'zi oksid tarkibini o'z ichiga olishi mumkin, ularni keyingi ishlov berish paytida olib tashlash kerak bo'lishi mumkin.

• Mexanik qotishma: Bu usul koptokli tegirmonda kukun zarralarini qayta-qayta deformatsiyalash va sovuq payvandlashni o'z ichiga oladi, bu esa mayda, yaxshi aralashtirilgan kukunlar hosil bo'lishiga olib keladi. Mexanik qotishma nozik mikro tuzilmalarga va bir hil kompozitsiyaga ega bo'lgan TiAl qotishmalarini ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin.

2. Kukunni aralashtirish va siqish

Kukunlar ishlab chiqarilgandan so'ng, ular titanium va alyuminiy zarralarining bir hil aralashmasini yaratish uchun aralashtiriladi. Keyin kukun aralashmasi odatda bosish yoki boshqa usullarni qo'llash orqali yashil jismlarga siqiladi sovuq izostatik presslash (CIP). Siqilish jarayoni yashil tananing zichligi va g'ovakliligiga ta'sir qiladi, bu esa sinterlangan qismning yakuniy xususiyatlariga ta'sir qiladi.

3. Sinterlash

Sinterlash chang metallurgiyasining yakuniy bosqichi bo'lib, uning davomida yashil tana kukun zarralarini bir-biriga bog'lash uchun erish nuqtasidan pastroq haroratgacha qizdiriladi. Sinterlash turli atmosferalarda, masalan, amalga oshirilishi mumkin argon, vakuumyoki vodorod, oksidlanishni oldini olish va mikro tuzilmani nazorat qilish. Sinterlash harorati va vaqti kuch, egiluvchanlik va oksidlanishga chidamlilik kabi istalgan mexanik xususiyatlarga erishishda muhim parametrlardir.

Jadval 2: Sinterlash parametrlarining TiAl kukunli metallurgiyasiga ta'siri

TiAl Intermetallics xossalari

TiAl intermetalik birikmalarining mexanik, issiqlik va kimyoviy xossalari qotishma tarkibi, faza tuzilishi va qayta ishlash sharoitlaridan sezilarli darajada ta'sirlanadi. Quyida chang metallurgiyasi tomonidan ishlab chiqarilgan TiAl qotishmalarining asosiy xususiyatlari keltirilgan:

• Yuqori harorat kuchi: TiAl qotishmalari yuqori haroratlarda mukammal kuchga ega bo'lib, ularni turbina pichoqlari va egzoz tizimlari kabi yuqori haroratli muhitda foydalanishga yaroqli qiladi. Ularning past zichligi, shuningdek, aerokosmik va avtomobillarda yonilg'i sarfini kamaytirishga yordam beradi.

• Oksidlanishga qarshilik: TiAl qotishmalarida tabiiy oksid qatlami (TiO₂) mavjud bo'lib, ularni yuqori haroratlarda keyingi oksidlanishdan himoya qiladi, bu esa ularni atrof-muhitning buzilishiga juda chidamli qiladi. Bu xususiyat, ayniqsa, yuqori haroratli gazlar va yonish mahsulotlariga ta'sir qilish keng tarqalgan bo'lgan aerokosmik va avtomobil dasturlarida muhim ahamiyatga ega.

• Sinishi chidamliligi va egiluvchanligi: TiAl qotishmalari odatda yuqori kuchga ega bo'lsa-da, ularning sinish chidamliligi va egiluvchanligi, ayniqsa gamma fazasida cheklangan bo'lishi mumkin. Kukunli metallurgiyani qayta ishlash orqali erishilgan qatlamli mikroyapı materialning sinish chidamliligini va umumiy mexanik ish faoliyatini sezilarli darajada oshiradi.

• Zichlik: TiAl qotishmalarining past zichligi (taxminan 3.9 g/sm³) ularni konstruktiv materiallarning og'irligini kamaytirish ustuvor ahamiyatga ega bo'lgan aerokosmik va avtomobil komponentlari kabi og'irlikka sezgir ilovalar uchun jozibador qiladi.

TiAl Intermetallics qo'llanilishi

TiAl qotishmalari o'zlarining yuqori xususiyatlari tufayli turli sohalarda qo'llanilishini topdilar. Ba'zi mashhur ilovalar quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• Aerokosmik sanoat: TiAl qotishmalari turbina pichoqlari, qanotlari va boshqa yuqori haroratli dvigatel komponentlarida qo'llaniladi, bu erda ularning yuqori quvvat va og'irlik nisbati va mukammal oksidlanish qarshiligi juda muhimdir.

• Avtomobil sanoati: TiAl qotishmalari turbokompressorlarda, egzozlarda foydalanish uchun o'rganilmoqda klapans va yuqori harorat sharoitida ishlaydigan boshqa komponentlar.

• Quvvat ishlab chiqarish: TiAl qotishmalari gaz turbinalari va boshqa energiya ishlab chiqarish uskunalarida qo'llaniladi, ular haddan tashqari harorat va mexanik stressga bardosh bera oladigan materiallarni talab qiladi.

• Tibbiyot sanoati: TiAl qotishmalarining biologik muvofiqligi tufayli implantlar va protezlarda, ayniqsa yuqori quvvat va past zichlikni talab qiladigan ilovalarda foydalanish uchun tekshirilmoqda.

Qayta chop etish bayonoti: Agar maxsus ko'rsatmalar bo'lmasa, ushbu saytdagi barcha maqolalar asl nusxadir. Qayta chop etish uchun manbani ko'rsating: https: //www.cncmachiningptj.com/，tashakkur！

3, 4 va 5 eksa aniqligi CNC ishlov berish uchun xizmatlar alyuminiy bilan ishlov berish, berilliy, karbonli po'lat, magniy, titandan ishlov berish, Inconel, platina, superalloy, asetal, polikarbonat, fiberglas, grafit va yog'och. 98 dyuymgacha bo'lgan qismlarga ishlov berishga qodir. va +/-0.001 dyuymli to'g'rilikka chidamlilik. Jarayonlarga frezalash, tornalash, burg'ulash, burg'ulash, tishlash, teginish, shakllantirish, tishlash, qarama-qarshi burg'ulash, qarama-qarshilik, raybalash va lazer bilan kesish. Yig'ish, markazsiz silliqlash, issiqlik bilan ishlov berish, qoplama va payvandlash kabi ikkilamchi xizmatlar. Prototip va eng ko'p 50,000 XNUMX dona taklif qilingan past va yuqori hajmli ishlab chiqarish. Suyuqlik quvvati, pnevmatika, gidravlika va uchun javob beradi klapan ilovalar. Aerokosmik, aviatsiya, harbiy, tibbiyot va mudofaa sanoatiga xizmat qiladi. PTJ maqsadingizga erishishingizga yordam beradigan eng tejamkor xizmatlarni taqdim etish uchun siz bilan strategiya tuzadi, Biz bilan bog'lanishga xush kelibsiz ( sales@pintejin.com ) to'g'ridan-to'g'ri yangi loyihangiz uchun.