TC21은 고강도, 높은 인성, 그리고 높은 손상 내성 티타늄 합금. 고급 항공 우주 응용 분야에 사용되는 중요한 재료입니다..
TC21 티타늄 합금 개요
TC21 티타늄 합금의 주요 특성
- 고강도: TC21 티타늄 합금은 다음보다 강도가 높습니다. 1100 MPa.
- 높은 인성: 파괴인성을 갖고 있다. (K_IC) ~에 이르기까지 70 에게 90 MPa·m^1/2.
- 손상 허용 범위: 합금은 낮은 균열 성장 속도를 나타냅니다. (da/dN), 손상 내성을 향상시킵니다..
- 용접성: TC21은 용접 가능한 알파입니다. + 베타 2상 티타늄 합금.
- 구성: TC21의 공칭 구성은 Ti-6Al-2Zr-2Sn-3Mo-1Cr-2Nb입니다.-0.1그리고.
다른 합금과의 비교
TC21은 파괴인성을 초과하도록 설계되었습니다., 균열 성장 저항, 더 높은 강도를 가지면서 TC4 합금의 열 안정성. 미국 Ti-62222S 합금의 특성과 일치하거나 능가하는 것을 목표로 합니다..
TC21 티타늄 합금의 주요 용도
TC21 합금은 주로 항공우주 분야에 사용됩니다., 특히 첨단 전투기의 구조 부품에 사용됩니다.. 예를 들어, 3% 미국의 구조적 부분 중. F22 전투기는 Ti-6-22-22S 합금을 사용합니다., 항공기 구조에서 티타늄 합금의 중요성을 강조.
중국에서는, 티타늄 합금의 응용 및 기술은 여전히 선진국에 비해 뒤떨어져 있습니다.. 동안 “15제 5차 5개년 계획,” 중국, 고강도 개발을 위한 연구 프로그램 시작, 높은 인성, 손상 허용 설계의 국제적 추세에 맞춰 높은 손상 허용 티타늄 합금. 이로 인해 TC21 합금이 성공적으로 개발되었습니다..
가공 및 제조
TC21 티타늄 합금은 주로 다음과 같은 형태로 제공됩니다. 바, 단조품, 그리고 두꺼운 접시. 이러한 티타늄 합금 부품을 가공하려면 일반적으로 소성 변형 방법이 필요합니다.. 티타늄 합금의 높은 비강도로 인해, 냉간 소성 변형 능력이 좋지 않습니다.. 그러므로, 고온 열가소성 변형 공정, 단조와 같은, 일반적으로 소성 변형 가공에 필요합니다., TC21도 예외는 아니다.
TC21이 얼마나 특별한가?
TC21 티타늄 합금의 미세구조 및 성능
합금의 성능은 합금 원소에 의해 크게 영향을 받습니다., 처리 기술, 그리고 그 미세구조. 미세구조, 특정 합금 조성 하에서, 속성에 영향을 미치는 주요 요인이 됩니다..
미세구조적 변화
TC21과 같은 이중상 티타늄 합금의 변형 과정 중, 가공방법 및 조건에 따라 다양한 미세구조가 나타날 수 있음. 이러한 미세구조에는 Widmanstätten 구조가 포함됩니다., 바구니 짜기 구조, 이중 구조, 및 등축 구조, 각각 독특한 모양을 보여주고 있어요, 크기, 구조물, 및 성능 특성.
- Widmanstätten 구조: 고온 크리프 저항성은 우수하지만 가소성은 좋지 않은 것으로 알려져 있습니다., 열 안정성, 및 피로 성능.
- 바스켓 위브 및 이중 구조: 전반적으로 우수한 기계적 특성 제공. 바스켓 위브 구조로 내크리프성이 뛰어남, 파괴 인성, 및 피로균열 전파가 있으나 복층구조에 비해 피로성능 및 열안정성이 뒤떨어질 수 있음.
- 등축 구조: 최고의 가소성과 열 안정성을 제공하지만 일반적으로 크리프 저항성이 낮습니다..
바스켓 직조 구조에 관한 연구
항공우주산업, 손상 허용 기준에 따라 고장 안전을 설계하는 것이 중요합니다.. 손상에 강한 특성을 지닌 재료는 이상적으로 다음과 같은 특성을 가져야 합니다.:
- 높은 파괴 인성 (K_IC).
- 낮은 균열 전파율 (da/dN).
- 높은 균열 전파 임계값 (K번째).
피로 수명을 정확하게 예측하려면 재료 손상과 임계 조건 간의 관계를 이해하는 것이 필수적입니다.. TC21 티타늄 합금의 바스켓 위브 구조, 특정 열처리 체제를 통해 달성, 월등한 힘을 보여줍니다, 가소성, 인성, 다른 미세구조에 비해 균열 전파 저항성. 파괴인성과 열안정성은 TC4 합금보다 낮지 않은 수준으로 유지됩니다., 강도가 TC4 합금을 훨씬 능가하고 미국 Ti-62222S 합금과 비슷합니다..
손상 내성에 대한 미세구조 매개변수의 중요성
TC21 티타늄 합금과 같은 재료의 손상 내성을 향상시키기 위해, 미세구조 매개변수를 상호 연관시키는 수학적 모델을 확립하는 것이 중요합니다., 특히 파괴인성, 성능으로. 이러한 노력은 항공우주 응용 분야의 재료 개발을 발전시키고 생산 공정을 최적화하는 데 필수적입니다..
