TB (-titāna sakausējuma) un TC (+ -titāna sakausējuma) atšķirības un pielietojums

Saskaņā ar nacionālo standartu GB/T-3620.1: TB= -tipa/tuvs{2}}titāna sakausējums; TC= + divfāžu titāna sakausējums. Galvenās atšķirības starp abām ir to metalogrāfiskā struktūra, mehāniskās īpašības, apstrādes raksturlielumi, karstumizturības robeža, izmaksas un piemērojamie scenāriji.

I. Pamatatšķirību salīdzinājums

1. Metalogrāfiskā struktūra un leģējošie elementi

• TB sērija (-titāna sakausējumi, TB2, TB3, TB5, TB6, TB8): satur lielu daudzumu -stabilizējošu elementu: vanādiju (V), molibdēnu (Mo), hromu (Cr); pārsvarā ķermeņa-centrēta kubiskā fāze istabas temperatūrā; pēc šķīduma apstrādes tiek iegūta metastabila struktūra, un pēc novecošanas stiprināšanai izgulsnējas smalkā fāze.

• TC sērija (+ titāna sakausējumi, TC4, TC11, TC15, TC21)
Satur gan -stabilizējošu elementu alumīniju (Al), gan -stabilizējošu elementu vanādiju (V); sastāv no cieši-iepakotas sešstūra fāzes un ķermeņa-centrētas kubiskās fāzes maisījuma, kuru attiecību var regulēt ar termisko apstrādi.

2. Mehāniskās īpašības

TB sērija

1. Risinājuma-atlaidināts stāvoklis: izcila plastiskums, piemērots aukstajai štancēšanai, aukstai apgriešanai un liekšanai; aukstās formēšanas veiktspēja daudz pārāka par TC.

2. Pēc apstrādes ar šķīdumu un novecošanas stiprināšanas stiepes izturība var sasniegt 1300–1650 MPa ar augstāku augšējo robežu.

3. Zemāks elastības modulis, lielāka atspere; lieliska rūdāmība, piemērota liela-profila kalumiem (biezums > 150 mm joprojām nodrošina vispārēju stiprināšanu).

4. Trūkumi: slikta termiskā stabilitāte, ilgstoša -darba temperatūra ir mazāka par vai vienāda ar 300 grādiem; slikta apstrādājamība; nedaudz lielāks blīvums; augstākas izmaksas.

TC sērija (pārstāv TC4)

1. Atkvēlinātā stiepes izturība: aptuveni 895–930 MPa; pēc termiskās apstrādes maksimālā stiprība aptuveni 1100 MPa, robežstiprība mazāka par TB;

2. Mērena plastiskums, galvenokārt paļaujoties uz karsto kalšanu un karsto formēšanu, grūti auksts darbs;

3. Labāka karstumizturība, TC4 var darboties nepārtraukti 400 grādu temperatūrā, TC11 līdz 500 grādiem;

4. Labāka apstrādājamība un metināmība nekā TB, nobriedusi tehnoloģija, zemāka cena, augstas izmaksas{1}}veiktspējas attiecība.

3. Izturība pret koroziju

• TB: Lieliska izturība pret jūras ūdens un hlorīda jonu koroziju; labāka izturība pret atšķirīgu metāla kontaktu koroziju, mazāk pakļauta galvaniskajai korozijai saskarē ar nerūsējošo tēraudu; dažām kategorijām (TB8) ir izcila izturība pret stiprām skābēm un augstas temperatūras -oksidāciju.

• TC: laba izturība pret koroziju, pietiekama jūras ūdenim un vāji skābām vidēm; bet nedaudz vājāks par TB ļoti kodīgos apstākļos.

4. Apstrāde un izmaksas

• TB: sarežģīti kausēšanas, kalšanas un termiskās apstrādes procesi, kuriem nepieciešama stingra termiskās apstrādes kontrole; lieliska aukstā apstrāde, piemērota sarežģītām plānām{0}}sienu detaļām; cena par 40%-100% augstāka nekā TC4.

• TC: nobriedis karstās apstrādes process, laba metināšanas veiktspēja, zemas masveida ražošanas izmaksas; veido aptuveni 80% no pasaulē izmantotā titāna sakausējuma.

II. Bieži lietotās pakāpes un lietojumprogrammu scenāriji

TB sērijas (-titāna sakausējuma) lietojumi

1. TB2, TB3: īpaši spēcīga aukstās formēšanas veiktspēja; izmanto augstas -stiprības skrūvēm kosmosā, elastīgām atsperēm, gofrētu cauruļu veidgabaliem, stiprinājumiem, satelīta savienotājiem; piemērots aukstām -galvām skrūvēm un titāna atsperēm.

2. TB5 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn): spēcīgākā lokšņu metāla aukstās štancēšanas iespēja; lidmašīnu apvalks, šūnveida konstrukcijas, plānsienu neregulāras detaļas, vieglas konstrukcijas daļas motocikliem.

3. TB6 (Ti-10V-2Fe-3Al, gandrīz- sakausējums): vispopulārākais augstas -stitības titāna sakausējums; izmanto gaisa kuģu šasijā, spārnu savienojumos, lielos nesošos kalumos, sacīkšu savienojumos un augstas stiprības bultskrūvēs augstākās klases motocikliem; var būt izotermiski kalts, kā rezultātā ievērojami samazinās svars.

4. TB8 (-21S): spēcīga oksidācijas izturība; izmanto dzinēja izplūdes komponentos, īpašās ķīmiskās iekārtās un augstas temperatūras cauruļvados.

TC sērijas (+ titāna sakausējuma) lietojumi

1. TC4 (Ti-6Al-4V, 5. klase): visdaudzpusīgākais; izmanto kosmosa konstrukciju komponentos, dzinēju ventilatoros, ortopēdiskajos implantos (medicīnas kvalitātes TC4-ELI), velosipēdu rāmjos, parastajās titāna skrūvēs, jūras ūdens iekārtās un spiedtvertnēs; pirmā izvēle ilgstošai darbībai zem 400 grādiem.

2. TC11: karstumizturīgs{2}; izmanto aviācijas dzinēju

3. TC15, TC21: augsta izturība un stingrība; izmanto gaisa kuģu nesošajos-rāmjos, šasijas savienojumos un militārās konstrukcijas komponentēs.

TB (titāna sakausējums): galvenokārt to raksturo īpaši{0}}augsta izturība un lieliska aukstā apstrāde; slikta karstumizturība, dārga; izmanto augstas -stiprības elastīgos komponentos, lielos kalumos un augstākās klases{2}}stiprinājumos.

• TC (+ titāna sakausējums): līdzsvarota vispārējā veiktspēja, labāka karstumizturība, viegli metināms un apstrādājams, augsta izmaksu -efektivitāte un daudzpusīgākais.