آلیاژ بتا تیتانیوم حاوی بالاترین نسبت عناصر تثبیت کننده بتا است که باعث تضعیف پیوند شبکه و کاهش مدول الاستیک (که می تواند تا 45 گیگا پاسکال باشد) را کاهش می دهد. این ویژگی آلیاژ تیتانیوم بتا را برای کاربردهای ایمپلنت زیست پزشکی جذاب می کند. این عناصر همچنین می توانند فاز بتای با دمای بالا را هنگامی که به سرعت سرد می شوند (مانند خاموش شدن آب) تا دمای اتاق کاملاً حفظ کنند. درمان پیری بعدی میتواند فازهای آلفای کوچک (و سایر فازهای فراپایدار) را در ماتریس فاز بتا رسوب دهد و در نتیجه یک اثر تقویتی ایجاد کند. استحکام کششی نهایی آلیاژهای بتا تیتانیوم قدیمی می تواند به طور قابل توجهی بیشتر از آلیاژهای آلفا و آلفا+بتا تیتانیوم باشد، بنابراین آنها جایگاه ویژه ای را در کاربرد کلی آلیاژهای تیتانیوم در صنعت هواپیما، به ویژه در زمینه اجزای بار کلیدی{{7} دارند. برای مثال، Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (Ti-17) دارای قدرت تسلیم 1000-1200 مگاپاسکال است و عمدتاً به عنوان یک دیسک فن با استحکام بالا در موتورهای هواپیما استفاده می شود.
در مقابل، قدرت تسلیم دمای اتاق نورد سرد و قدیمی Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (بتا-C) میتواند به 1500 مگاپاسکال نزدیک شود، کاربرد وام در فنرهای هواپیما، اتصال دهندهها و پوستههای فشار. 3 مطالعات کنونی از نوع - عمدتاً بر روی تیتانیوم است. Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (Ti-6246)، Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (Ti-17)، Ti-5Al-5Mo-5V-1Cr-1Fe (Ti-55511)، Ti-5Al-5Mo-5Zr-3C (Ti-55531)، Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr (Ti-5553) و سیستم های آلیاژی مانند Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (بتا-C). استحکام کششی نهایی (UTS) تقریباً همه آلیاژهای بتا تیتانیوم ساخته شده با افزودنی در شرایط رسوبی آنها زیر 1000 مگاپاسکال است در حالی که ازدیاد طول بسیار خوبی را بیش از یا برابر با 15 درصد ارائه می دهد.
عملیات حرارتی پس از تولید افزودنی می تواند به طور قابل توجهی خواص کششی (به ویژه استحکام کششی) آلیاژهای تیتانیوم - را تغییر دهد. صرف نظر از اینکه دمای محلول بالاتر یا پایین تر از نقطه گذار فاز باشد، همراه با عملیات پیری، استحکام آلیاژ (استحکام تسلیم YS و مقاومت کششی نهایی UTS) را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید و مقدار مقاومت آن می تواند بسیار بیشتر از آلیاژ Ti-6Al-4V تولید افزودنی باشد.
آلیاژ رسوب انرژی هدایت شده لیزری (L-DED) Ti-55531 که با محلول جامد و پیری در ناحیه فاز تیمار شده است، دارای استحکام کششی نهایی 1352 مگا پاسکال و ازدیاد طول کل 5.9٪ است. آلیاژ بتا-C ذوب بستر پودر لیزری (L-PBF) میتواند به استحکام کششی (UTS) بیش از 1600 مگا پاسکال و ازدیاد طول یکنواخت حدود 5 درصد از طریق عملیات پیری مستقیم دست یابد، که در حال حاضر بالاترین مقدار مقاومت گزارش شده برای تولید افزودنی آلیاژهای تیتانیوم است.
با این حال، محلول جامد + پیری و درمان مستقیم پیری معمولاً منجر به کاهش انعطافپذیری میشود: برای مثال، ازدیاد طول L-PBF Ti-55531 پس از محلول جامد+ تیمار پیری کمتر از 2٪ است. برای این منظور، محققان یک فرآیند بازپخت سه گانه (محلول جامد در ناحیه فاز و محلول جامد + پیری در منطقه دو فازی / دو-) در L-DED Ti-55531 ایجاد کردند، که ازدیاد طول کل را از 5.9 درصد در حالت پیری محلول جامد به 8.5 درصد افزایش داد. تحقیقات روی L-PBF Ti-55511 و L-PBF Ti-17 نشان داده است که افزایش دمای پیری میتواند انعطافپذیری را بهبود بخشد (از شکستگی شکننده قبل از تسلیم در پیری 450 درجه تا تقریباً 8٪ کشیدگی در پیری 650 درجه). علاوه بر این، L-DED Ti-55511 می تواند UTS تقریباً 1100 مگا پاسکال و افزایش طول تقریباً 12 درصد را پس از انجام عملیات پیش گرمایش میدان بتا در 900 درجه و خنک سازی کوره و به دنبال آن بازپخت بدست آورد.
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%).
درخواست یک نقل قول
ایمیل:bjcxtitanium@gmail.com
واتساپ:+8613571718779
