L'aliatge de titani beta conté la proporció més alta d'elements estabilitzadors beta, que debiliten l'enllaç entre gelosia i redueixen el mòdul elàstic (que pot ser tan baix com 45 GPa). Aquesta característica fa que l'aliatge de titani beta sigui especialment atractiu per a aplicacions d'implants biomèdics. Aquests elements també poden preservar completament la fase beta d'alta-temperatura quan es refreden ràpidament (com l'extinció d'aigua) a temperatura ambient. El tractament d'envelliment posterior pot precipitar petites fases alfa (i altres fases metaestables) a la matriu de fase beta, proporcionant així un efecte de reforç. La resistència a la tracció màxima dels aliatges de titani beta envellits pot ser significativament superior a la dels aliatges de titani alfa i alfa+beta, per la qual cosa ocupen una posició especial en l'aplicació general dels aliatges de titani a la indústria aeronàutica, especialment en el camp dels components clau de suport de càrrega. Per exemple, Ti-5Al-2Sn-2Zr-4Mo-4Cr (Ti-17) té un límit de fluència de 1000-1200 MPa i s'utilitza principalment com a disc de ventilador d'alta resistència en motors d'avions.
En canvi, la resistència a la fluència a temperatura ambient del Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (Beta-C) laminat en fred i envellit pot aproximar-se als 1500 MPa, donant aplicació a molles d'avions, elements de fixació i carcassa de pressió. 3 Els estudis actuals d'aliatges són principalment de titani. 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-5V-3Cr-1Zr-1Zr-1V-5553-1-Ti-Cr-555 (Ti-5553) i sistemes d'aliatge com Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (Beta-C). La resistència a la tracció màxima (UTS) de gairebé tots els aliatges de titani beta fabricats amb additius en el seu estat de dipòsit és inferior a 1.000 MPa, alhora que ofereixen un allargament molt bo superior o igual al 15%.
El tractament tèrmic després de la fabricació additiva pot alterar significativament les propietats de tracció (especialment la resistència a la tracció) dels aliatges de titani -. Independentment de si la temperatura de tractament de la solució està per sobre o per sota del punt de transició de fase, combinada amb el tractament d'envelliment, la resistència de l'aliatge (resistència de fluència YS i resistència a la tracció final UTS) es pot millorar significativament i el seu valor de resistència pot superar amb escreix el de l'aliatge de fabricació additiva Ti-6Al-4V.
L'aliatge de deposició d'energia dirigida per làser (L-DED) Ti{-55531 tractat per solució sòlida i envelliment a la regió de fase té una resistència a la tracció màxima de 1352 megapascals i un allargament total del 5,9%. L'aliatge Beta-C de fusió de pols làser (L-PBF) pot assolir una resistència a la tracció (UTS) de més de 1600 megapascals i un allargament uniforme d'aproximadament un 5% mitjançant el tractament d'envelliment directe, que és actualment el valor de resistència més alt reportat per a la fabricació additiva d'aliatges de titani.
Tanmateix, la solució sòlida+envelliment i el tractament directe d'envelliment solen conduir a una disminució de la plasticitat: per exemple, l'allargament de L-PBF Ti{-55531 després del tractament de solució sòlida+envelliment és inferior al 2%. Amb aquesta finalitat, els investigadors van desenvolupar un procés de recuit triple (solució sòlida a la regió de fase i solució sòlida + envelliment a la regió /-bifàsica) a L-DED Ti{-55531, que va augmentar l'allargament total del 5,9% en l'estat d'envelliment de la solució sòlida al 8,5%. La investigació sobre L-PBF Ti-55511 i L-PBF Ti-17 ha demostrat que augmentar la temperatura d'envelliment pot millorar la plasticitat (des d'una fractura trencadissa abans del rendiment a 450 graus d'envelliment a aproximadament un 8% d'allargament a 650 graus d'envelliment). A més, L-DED Ti-55511 pot obtenir un UTS d'aproximadament 1100 megapascals i un allargament d'aproximadament un 12% després de sotmetre's a un tractament de preescalfament de camp beta a 900 graus i refrigeració del forn, seguit de recuit.
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%).
Sol·licita un pressupost
Correu electrònic:bjcxtitanium@gmail.com
Whatsapp:+8613571718779
