Análisis de escenarios de rendimiento y aplicación industrial de la hoja de titanio

En el campo de los materiales industriales, los dos sustratos metálicos importantes, la lámina de titanio puro y la composiciónLa hoja de titanio TE, tiene diferencias significativas en la composición del elemento, las propiedades físicas y las aplicaciones de ingeniería. En este artículo, las características de estos dos tipos de materiales basados ​​en titanio y sus escenarios de aplicación se analizarán profundamente desde la perspectiva de la ciencia de los materiales.

• Hoja de titanio puro (grado 1-4)

   

Fabricado por titanio puro industrial, contenido de titanio mayor o igual a 99. 0%, según los estándares ASTM, se dividió en cuatro grados. Su estructura cristalina es principalmente una estructura hexagonal (fase) empaquetada con características anisotrópicas. Los elementos de impurezas típicos incluyen oxígeno, hierro, carbono y nitrógeno, entre los cuales el contenido de oxígeno tiene una influencia significativa en la resistencia del material.

• Hoja de titanio compuesto

Se produce por el proceso de aleación de múltiples componentes, que se divide principalmente en la aleación de + biphase (como ti -6 al -4 v) de aleación de fase (como ti -15 v -3 cr {{6} sn {{}}} al). El contenido de los elementos de aleación suele serentre 5-15%. El fortalecimiento de la solución sólida y el fortalecimiento de la transformación de fase se logran agregando Al, V, MO, NB y otros elementos.

Mediante el análisis de datos experimentales, los índices de rendimiento clave de los dos tipos de materiales son significativamente diferentes.

• Equipo químico: revestimiento de células electrolíticas industriales de cloro-alcali (AnnuaL tasa de corrosión <0. 05 mm)
• Ingeniería marina: placa de tubo de planta de desalinización de agua de mar (vida útil> 20 años)
• Implantes médicos: placas de fijación ortopédica (ISO 5832-2 biocompatibilidad certificada)
• Campo de construcción: Sistema de pared de la cortina de construcción frente al mar (prueba de pulverización de sal> 5000h)

• Aeroespacial: cuchillas del compresor del motor (temperatura de funcionamientoe 450-500 grado)
• Equipo médico: rodamientos de juntas artificiales (tasa de desgaste <0. 1 mm³/mc)
• Equipo deportivo: marcos de bicicleta de grado racial (fuerza específica de hasta 300 kny · m/kg)
• Equipo militar: conchas de presión submarina (profundidad sumergible mayor o igual a 500 m)

Las hojas de titanio puro están en su mayoría anodizadas (voltaje 80-100 v) para formar 5-20μm de la película de óxido, y la dureza de la superficie puede alcanzar HV800. El titanio compuesto ellaET necesita ser fortalecido mediante la explosión de disparo (diámetro de disparo 0. 3-0. 6 mm), y el estrés por compresión residual de la superficie puede alcanzar -800 MPA, lo que mejora significativamente la resistencia de la fatiga.

La soldadura de hojas de titanio puro debe controlarse estrictamente en el entornode 99.999% de pureza de argón, y el ancho de la zona afectada por el calor es aproximadamente 3-5 mm. Las láminas de titanio compuesto deben soldar por el haz de electrones. El grado de vacío es <5 × 10⁻³PA, la velocidad de soldadura es 15-30 mm /s, y el recocido de alivio del estrés debe llevarse a cabo a 550 grados /4h después de la soldadura.

Los datos actuales del mercado muestran que el costo de la materia prima de las hojas de titanio compuesto es aproximadamente 2-3 vecesMás alto que el de las hojas de titanio puro, pero debido a sus ventajas de resistencia, el consumo de material puede reducirse en 30-40% en las mismas condiciones de carga. El análisis de costos del ciclo de vida muestra que el uso de hojas de titanio compuesto en campos de equipos de alta gama tiene una mejor economía.

Con el desarrollo deTecnología de preparación de materiales, nuevos materiales de aleación de titanio como ti -5553 (ti -5 al -5 mo -5 v -3 cr) que ha logrado un ruptura de resistencia de 1200MPA, y la resistencia corosión de la resistencia de corosión de nanocrystalline puro titanium ha aumentado más de 50 materiales. Los ingenieros de materiales deben elegir una mejor solución óptima basada en los requisitos de las condiciones de trabajo específicas y el equilibrio integral entre la resistencia a la corrosión, la resistencia y el costo.