TC21 yüksek güçlüdür, yüksek sertlik, ve yüksek hasar tolerans titanyum alaşımı. Gelişmiş havacılık uygulamalarında kullanılan önemli bir malzemedir.
TC21 titanyum alaşımının
TC21 titanyum alaşımının temel özellikleri
- Yüksek güç: TC21 Titanyum alaşımı, 1100 MPa.
- Yüksek tokluk: Kırık tokluğu var (K_IC) değişen 70 ile 90 Mpa · m^1/2.
- Hasar toleransı: Alaşım düşük bir çatlak büyüme oranı sergiliyor (DA/DN), hasar toleransını artıran.
- Kaynaklanabilirlik: TC21 kaynaklanabilir bir alfa + beta iki fazlı titanyum alaşım.
- Kompozisyon: TC21'in nominal bileşimi Ti-6Al-2ZR-2SN-3MO-1CR-2NB'dir-0.1Ve.
Diğer alaşımlarla karşılaştırma
TC21, kırılma tokluğunu aşacak şekilde tasarlanmıştır, çatlak büyüme direnci, ve daha yüksek mukavemete sahipken TC4 alaşımının termal stabilitesi. Amerikan Ti-62222s Alaşımının özelliklerini eşleştirmeyi veya aşmayı hedefliyor.
TC21 Titanyum Alaşımının Ana Uygulamaları
TC21 alaşımı öncelikle havacılık uygulamalarında kullanılır, Özellikle gelişmiş savaşçı jetlerinin yapısal bileşenlerinde. Örneğin, 3% ABD'nin yapısal kısımları. F22 savaş uçağı Ti-6-22-22s Alaşımını kullanın, Titanyum alaşımlarının uçak yapılarında önemini vurgulamak.
Çin'de, Titanyum alaşımlarının uygulaması ve teknolojisi hala gelişmiş ülkelerin gerisinde kalıyor. Sırasında “15Beş yıllık plan,” Çin, yüksek güç geliştirmek için bir araştırma programı başlattı, yüksek sertlik, Uluslararası hasar tolerans tasarımı eğilimi ile hizalamak için yüksek hasar toleranslı titanyum alaşımları. Bu, TC21 alaşımının başarılı bir şekilde gelişmesine yol açtı.
İşleme ve üretim
TC21 Titanyum alaşımı esas olarak çubuklar, ihtişam, ve kalın tabaklar. Bu tür titanyum alaşım parçalarının işlenmesi tipik olarak plastik deformasyon yöntemleri gerektirir. Titanyum alaşımlarının yüksek spesifik mukavemeti nedeniyle, Soğuk plastik deformasyon yetenekleri zayıf. Öyleyse, Yüksek sıcaklıkta termoplastik deformasyon işlemleri, dövme gibi, plastik deformasyon işleme için genellikle gereklidir, ve TC21 bir istisna değildir.
TC21 ne kadar özel?
TC21 Titanyum Alaşımının Mikroyapı ve Performansı
Bir alaşımın performansı, alaşım elemanlarından önemli ölçüde etkilenir, işleme teknikleri, ve mikro yapısı. Mikroyapı, Belirli alaşım bileşimleri altında, özelliklerini etkileyen birincil faktör olur.
Mikroyapı varyasyonları
TC21 gibi çift fazlı titanyum alaşımlarının deformasyon işlemi sırasında, İşleme yöntemlerine ve koşullarına bağlı olarak çeşitli mikro yapılar ortaya çıkabilir. Bu mikro yapılar Widmanstätten yapısını içerir, sepetweave yapısı, dubleks yapı, ve eşit yapı, Her biri benzersiz şekiller sergiliyor, bedenler, yapılar, ve performans özellikleri.
- Widman'ın devletleri: İyi yüksek sıcaklık sürünme direnci ile tanınan ancak zayıf plastisite, termal stabilite, ve yorulma performansı.
- Sepetweave ve dubleks yapılar: İyi genel mekanik özellikler sunun. Sepetweave yapısı sürünme direncinde mükemmeldir, kırılma tokluğu, ve yorgunluk çatlak yayılımı, ancak dubleks yapıya kıyasla yorgunluk performansı ve termal stabilite içinde gecikebilir.
- Equiaxed yapı: En iyi plastisite ve termal stabiliteyi sağlar, ancak genellikle daha düşük sürünme direnci.
Sepetweave yapısı üzerine çalışma
Havacılık ve uzay endüstrilerinde, Hasar tolerans kriterlerine dayalı olarak başarısızlık güvenli tasarımı çok önemlidir. Hasar toleranslı özelliklere sahip malzemeler ideal olarak sahip olmalıdır:
- Yüksek kırık tokluğu (K_IC).
- Düşük çatlak yayılma oranı (DA/DN).
- Yüksek çatlak yayılma eşiği (Kuş).
Maddi hasar ve kritik koşullar arasındaki ilişkiyi anlamak, yorgunluk ömrünü doğru bir şekilde tahmin etmek için gereklidir. TC21 titanyum alaşımının sepetweave yapısı, spesifik ısı işlem rejimleri yoluyla elde edildi, üstün gücü gösterir, plastisite, sertlik, ve diğer mikro yapılara kıyasla çatlak yayılma direnci. Kırık tokluğu ve termal stabilitesi TC4 alaşımından daha düşük olmayan seviyelerde tutulur, TC4 alaşımını önemli bir farkla aşan ve Amerikan TI-62222S alaşımıyla karşılaştırılabilir.
Hasar toleransı için mikroyapı parametrelerinin önemi
TC21 titanyum alaşımı gibi malzemelerin hasara toleransını arttırmak için, Mikroyapısal parametreleri ilişkilendiren matematiksel modeller oluşturmak çok önemlidir., Özellikle kırık tokluğu, performansla. Bu çabalar, havacılık uygulamalarında malzeme geliştirme ve üretim süreçlerini optimize etmek için gereklidir..
