Analyse van prestaties en industriële toepassingsscenario's van titaniumblad

Op het gebied van industriële materialen, de twee belangrijke metalen substraten, pure titanium plaat en composiTe titaniumblad, hebben significante verschillen in de elementsamenstelling, de fysieke eigenschappen en de technische toepassingen. In dit artikel zullen de kenmerken van deze twee soorten op titanium gebaseerde materialen en hun toepassingsscenario's diep worden geanalyseerd vanuit het perspectief van materiële wetenschap.

• Pure Titanium Sheet (graad 1-4))

   

Gefabriceerd door industrieel puur titanium, titaniumgehalte groter dan of gelijk aan 99. 0%, volgens ASTM -normen, het verdeeld in vier graden. De kristalstructuur is voornamelijk hexagonale (fase) structuur, met anisotrope kenmerken. De typische onzuiverheidselementen omvatten zuurstof, ijzer, koolstof en stikstof, waaronder het zuurstofgehalte een significante invloed heeft op de materiaalsterkte.

• Composiet titanium blad

It is produced by multi-component alloying process, which is mainly divided into + biphase alloy (such as Ti-6Al-4V) and phase alloy (such as Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al). De inhoud van legeringselementen is meestaltussen 5-15%. De versterking van vaste oplossing en fasestransformatieversterking worden bereikt door Al, V, MO, NB en andere elementen toe te voegen.

Door de analyse van experimentele gegevens zijn de belangrijkste prestatie -indexen van de twee soorten materialen aanzienlijk verschillend.

• Chemische apparatuur: chloor-alkali industriële elektrolytische cellin (annual Corrosiesnelheid <0. 05mm)
• Mariene engineering: buisplaat van zeewaterontziltingsinstallatie (servicevenstaat> 20 jaar)
• Medische implantaten: orthopedische fixatieplaten (ISO 5832-2 Biocompatibility Certified)
• Constructieveld: Gordijnwandsysteem aan het water (zoutspray -test> 5000h)

• Aerospace: motorcompressorbladen (operationele temperature 450-500 diploma)
• Medische apparatuur: lageronderdelen van kunstmatige gewrichten (slijtage <0. 1mm³/mc)
• Sportuitrusting: race-grade fietsframes (specifieke sterkte tot 300 kN · m/kg)
• Militaire uitrusting: onderzeese drukschelpen (dompel diepte groter dan of gelijk aan 500 m)

De pure titaniumbladen zijn meestal geanodiseerd (spanning 80-100 v) om 5-20 te vormenμM -oxidefilm en de oppervlaktehardheid kunnen HV800 bereiken. Het samengestelde titanium zijET moet worden versterkt door schotstraal (schotdiameter 0. 3-0. 6mm), en de oppervlakte resterende drukspanning kan -800 MPa bereiken, wat de weerstand van de vermoeidheid aanzienlijk verbetert.

Het lassen van pure titaniumplaten moet strikt worden gecontroleerd in de omgevingvan 99,999% argonzuiverheid, en de breedte van de door warmte aangetaste zone is ongeveer 3-5 mm. De samengestelde titaniumplaten moeten worden gelast door de elektronenstraal. De vacuümgraad is <5 × 10⁻³pa, de lassnelheid is 15-30 mm /s en de stressverlichting gloeien moet worden uitgevoerd na 550 graden /4 uur na het lassen.

Huidige marktgegevens tonen aan dat de grondstofkosten van de samengestelde titaniumbladen ongeveer 2-3 tijden gaanHoger dan die van de pure titaniumplaten, maar vanwege de sterkte van de sterkte, kan het materiaalverbruik worden verminderd door 30-40% onder dezelfde belastingdragende omstandigheden. De analyse van de levenscycluskosten toont aan dat het gebruik van samengestelde titaniumbladen in hoogwaardige apparatuurvelden een betere economie heeft.

Met de ontwikkeling vanMateriaalvoorbereidingstechnologie, nieuwe titaniumlegeringsmaterialen zoals ti -5553 (ti -5 al -5 mo -5 V -3 CR) hebben een sterkte van 1200mpa bereikt en de corrosiebestendigheid van nanocrystalline pure pure titanium heeft meer dan 50% vergeleken met traditionele materialen. De materiaalingenieurs moeten een betere optimale oplossing kiezen op basis van de vereisten van de specifieke werkomstandigheden en de uitgebreide balans tussen corrosieweerstand, sterkte en kosten.