Ti-48Al-2Cr-2Nb yüksek sıcaklık uygulamaları için mükemmel özelliklere sahip gelişmiş bir intermetalik alaşımdır. Bu makale, bileşimi, özellikleri, uygulamaları, özellikleri, fiyatlandırması, işlenmesi, denetimi, diğer alaşımlarla karşılaştırmaları ve daha fazlası dahil olmak üzere Ti-48Al-2Cr-2Nb'ye kapsamlı bir genel bakış sunmaktadır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb Bileşimi
Ti-48Al-2Cr-2Nb aşağıdaki tipik bileşime sahiptir:
| Element | Ağırlık % |
|---|---|
| Titanyum (Ti) | 48% |
| Alüminyum (Al) | 48% |
| Krom (Cr) | 2% |
| Niyobyum (Nb) | 2% |
Bu titanyum alüminür alaşımı, titanyum ve alüminyumun yaklaşık olarak eşit kısımlarına ve az miktarda krom ve niyobyum eklenmesine sahiptir.
Yüksek alüminyum içeriği, hafif bir intermetalik malzeme ile sonuçlanır. Krom, yüksek sıcaklıklarda oksidasyon direncini artırır. Niyobyum, alaşımı katı çözelti güçlendirmesi yoluyla güçlendirir ve ince çökeltiler oluşturur.
Ti-48Al-2Cr-2Nb Özellikleri
Ti-48Al-2Cr-2Nb, istenen bir özellik kombinasyonuna sahiptir:
| Mülkiyet | Detaylar |
|---|---|
| Yoğunluk | 3,7 g/cm3, nikel süper alaşımlarına kıyasla çok düşük |
| Erime noktası | 1400°C'nin üzerinde |
| Güç | Oda sıcaklığında ve yüksek sıcaklıkta mükemmel |
| Oksidasyon direnci | 700°C'ye kadar iyi |
| Korozyon direnci | Birçok kimyasala karşı dayanıklıdır |
| Termal iletkenlik | Düşük, yaklaşık 16 W/m-K |
| Termal genleşme | Makul derecede düşük |
| Hasar toleransı | Diğer intermetalliklerden üstün |
| Sürünme direnci | İyi |
| Daha iyi korozyon direnci, aşınma direnci ve sıcaklık kararlılığı sunar. | 10^7 döngüde 110 MPa |
| Kırılma tokluğu | Yaklaşık 20 MPa-m^1/2 |
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin özellikleri, onu 700°C'ye kadar birçok yüksek sıcaklık yapısal uygulaması için uygun hale getirir. Düşük yoğunluk, yüksek bir özgül mukavemetle sonuçlanır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb Uygulamaları
Ti-48Al-2Cr-2Nb şunlarda kullanılır:
- Gaz türbini motor bileşenleri
- Turboşarj tekerlekleri
- Otomotiv valfleri
- Uçak gövdesi ve havacılık yapıları
- Yüksek sıcaklık bağlantı elemanları
- Kimyasal işleme için bileşenler
Alaşım, yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet/ağırlık oranı nedeniyle uçak motorlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Ayrıca otomotiv turboşarj bileşenlerinde de kullanılır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb Özellikleri
Ti-48Al-2Cr-2Nb aşağıdaki standartlarla kapsanmaktadır:
| Standart | Detaylar |
|---|---|
| AMS 4988 | Kimyasal bileşim ve özellikler |
| AMS 4989 | Levha, şerit ve plaka |
| AMS 4990 | Çubuk, kütük, tel |
| AMS 4991 | Dövülerek |
| AMS 4992 | Dökümler |
Alaşım, plaka, levha, çubuk, kütük, tel, dövme ve döküm gibi çeşitli ürün formlarında mevcuttur.
Yaygın boyutlar, levha/plaka için 0,010 ila 4,0 inç kalınlığında ve yuvarlak çubuk için 0,25 ila 16 inç çapındadır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb Tedarikçileri
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin önde gelen küresel tedarikçilerinden bazıları şunlardır:
| Tedarikçi |
|---|
| VSMPO |
| Allegheny Teknolojileri |
| Special Metals Corporation |
| Supra Alaşımları |
| Batı Avustralya Özel Alaşımları |
Ti-48Al-2Cr-2Nb, standart titanyum kalitelerinden daha yüksek maliyetli özel bir alaşımdır. Fiyatlandırma, ürün boyutuna, formuna, kalitesine ve sipariş hacmine bağlı olarak pound başına 50$'dan 200$'ın üzerine kadar değişebilir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin İşlenmesi ve Depolanması
Ti-48Al-2Cr-2Nb, hasar, kontaminasyon veya deformasyonu önlemek için özenle işlenmelidir:
- İşlerken temiz aletler kullanın ve eldiven giyin
- Bitmiş yüzeyleri çizmekten veya sürtünmekten kaçının
- Serin ve kuru bir yerde saklayın ve torbalarda veya kutularda kapalı tutun
- Depolama sırasında kimyasal maruziyetten koruyun
- İşlemeden sonra parçaların tamamen soğumasını bekleyin
Alaşım, yanlış kullanılması halinde çatlamaya eğilimli olabilir. Düşme, çarpma veya aşırı bükülme gerilmelerini önlemek için özen gösterilmelidir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin Denetimi ve Test Edilmesi
Ti-48Al-2Cr-2Nb parçaları ve malzemeleri aşağıdakilerle test edilebilir ve denetlenebilir:
| Yöntem | Amaç |
|---|---|
| Görsel denetim | Kusurları ve kusurları kontrol edin |
| Sıvı penetrant testi | Yüzey çatlaklarını ve gözenekleri tespit edin |
| Ultrasonik denetim | Dahili kusur tespiti |
| Girdap akımı testi | Yüzey ve yüzeye yakın kusurları tespit edin |
| Kanıt testi | Mukavemeti doğrulayın ve çatlakları ortaya çıkarın |
| Çekme testi | Çekme özelliklerini ölçün |
| Metalografi | Mikroyapı ve kusur analizi |
| Yoğunluk ölçümü | Bileşimi ve kaliteyi kontrol edin |
| Sertlik testi | Mekanik özellikleri belirleyin |
Yüksek sıcaklık hizmetine bırakılmadan önce Ti-48Al-2Cr-2Nb parçalarının kalitesini doğrulamak için hem tahrip edici olmayan hem de tahrip edici yöntemler kullanılır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb ve Ti-47Al-2Cr-2Nb
Ti-48Al-2Cr-2Nb, alüminyum içeriğinde Ti-47Al-2Cr-2Nb alaşımından biraz farklıdır:
| Alaşım | Al İçerik | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|
| Ti-48Al-2Cr-2Nb | ağırlıkça | Daha yüksek mukavemet, turboşarjlar ve uçak gövdelerinde kullanılır |
| Ti-47Al-2Cr-2Nb | ağırlıkça | Daha iyi süneklik, bağlantı elemanlarında ve motorlarda kullanılır |
Ti-48Al-2Cr-2Nb'deki %1 daha yüksek alüminyum, ona Ti-47Al-2Cr-2Nb'den biraz daha iyi yüksek sıcaklık mukavemeti ancak biraz daha düşük oda sıcaklığı sünekliği sağlar. Diğer açılardan iki alaşım çok benzerdir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb ve Ti-46Al-2Cr-2Nb
Ti-48Al-2Cr-2Nb, aşağıdaki gibi Ti-46Al-2Cr-2Nb ile karşılaştırılabilir:
| Alaşım | Al İçerik | Özellikler ve Kullanımlar |
|---|---|---|
| Ti-48Al-2Cr-2Nb | ağırlıkça | Türbinler ve yapılar için daha yüksek mukavemet |
| Ti-46Al-2Cr-2Nb | ağırlıkça | Daha iyi süneklik, levha ve dövme parçalarda kullanılır |
Ti-48Al-2Cr-2Nb, Ti-46Al-2Cr-2Nb'den daha yüksek alüminyum içeriğine sahiptir ve bu da ona daha fazla mukavemet ancak daha düşük oda sıcaklığı şekillendirilebilirliği sağlar. Ti-46Al-2Cr-2Nb, levha ve dövme bileşenlerde daha fazla kullanılır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb ve Ti-48Al-2Cr
Ti-48Al-2Cr-2Nb ve Ti-48Al-2Cr arasındaki temel farklılıklar:
| Alaşım | Nb İçeriği | Özellikler Üzerindeki Etkisi |
|---|---|---|
| Ti-48Al-2Cr-2Nb | 2% | Daha yüksek mukavemet ve sürünme direnci |
| Ti-48Al-2Cr | – | Daha düşük mukavemet, daha az çökelme sertleşmesi |
%2 niyobyum ilavesi, niyobyum içermeyen Ti-48Al-2Cr alaşımına kıyasla Ti-48Al-2Cr-2Nb'de önemli bir güçlendirme etkisine sahiptir. Bu, onu kritik dönen parçalar için tercih edilir hale getirir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb ve Ti-47Al-2Mn-2Nb
Ti-48Al-2Cr-2Nb ve Ti-47Al-2Mn-2Nb arasındaki farklılıklar şunlardır:
| Alaşım | Anahtar Alaşım Elementleri | Özellikler ve Uygulamalar |
|---|---|---|
| Ti-48Al-2Cr-2Nb | Krom | Daha yüksek sıcaklık kapasitesi |
| Ti-47Al-2Mn-2Nb | Manganez | Daha fazla oda sıcaklığı sünekliği |
Ti-48Al-2Cr-2Nb'deki krom, daha yüksek sıcaklıklarda oksidasyon direncini artırırken, Ti-47Al-2Mn-2Nb'deki manganez oda sıcaklığı şekillendirilebilirliğini artırır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin Avantajları
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin temel faydaları şunlardır:
- Mükemmel güç/ağırlık oranı
- İyi yüksek sıcaklık mukavemeti
- 700°C'ye kadar yeterli oksidasyon direnci
- Nikel süper alaşımlarından daha düşük yoğunluk
- Dökülebilir, dövülebilir, işlenebilir
- Diğer intermetalliklerden daha iyi hasar toleransı
Düşük yoğunluk, iyi mukavemet ve makul süneklik kombinasyonu, onu uçak motorları ve diğer yüksek performanslı uygulamalar için uygun bir alaşım haline getirir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin Sınırlamaları
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin bazı sınırlamaları şunlardır:
- Titanyum alaşımlarından daha düşük oda sıcaklığı sünekliği
- Daha düşük sıcaklıklarda kırılgan davranış
- Standart titanyum alaşımlarından daha yüksek maliyet
- Bazı ürün formlarında şekillendirilmesi ve işlenmesi zor
- Yanlış kullanılması halinde çatlamaya yatkın
- 700°C'nin üzerinde kullanım için uygun değildir
Alaşımın doğası gereği daha düşük sünekliği ve kırılma tokluğu, bazı tasarımlarda kullanımını kısıtlayabilir ve dikkatli işleme gerektirir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb İşleme
Ti-48Al-2Cr-2Nb, aşağıdakilerle işlenebilir ve imal edilebilir:
- Hassas döküm
- Dövme – kapalı kalıp veya izotermal
- Sıcak haddeleme
- Isıl işlem – çözelti ve yaşlandırma
- İşleme – tornalama, frezeleme, delme
Alaşım, optimum mikroyapı ve özellikler elde etmek için sıcak işleme ve ısıl işlem gerektirir. Döküm ve dövme, yaygın üretim yöntemleridir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb İşleme
Ti-48Al-2Cr-2Nb, bir intermetalik malzeme için makul bir işlenebilirliğe sahiptir:
- Tornalama, delme ve frezeleme işlemleri mümkündür
- Sert kurulumlar ve yüksek pozitif tırmık açılı keskin takımlar kullanın
- Orta kesme hızları ve ilerlemeler gereklidir
- Sel soğutucu veya yüksek basınçlı soğutucu jeti kullanın
- Tavlanmış malzeme, yaşlandırılmış malzemeden daha kolay kesilir.
- Yüksek hız çeliğine göre karbür takımlar önerilir.
Alaşımın sert ve aşındırıcı yapısı, standart titanyum alaşımlarına kıyasla daha düşük hızlar ve beslemeler ve yeterli soğutma gerektiği anlamına gelir. Tavlama, malzemeyi yumuşatabilir ve işlenebilirliği iyileştirebilir.
Ti-48Al-2Cr-2Nb Kaynak
Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin kaynaklanabilirliği sınırlıdır:
- Gaz tungsten arkı (GTAW) veya plazma ark yöntemleriyle kaynak yapılabilir
- Çatlama hassasiyeti çok sıkı kontroller gerektirir
- Kaynak öncesi tavlama veya gerilim giderme gerekir
- Ana ve dolgu metallerinin bileşimlerini eşleştirin
- Genellikle kaynak sonrası ısıl işlem gerekir
- Direnç ve elektron ışınlı kaynak da işe yarayabilir
Isıdan etkilenen bölge kaynak çatlağına eğilimlidir, bu nedenle bağlantı tasarımı, kaynak parametreleri ve kaynak sonrası işlem bunun önlenmesi için tasarlanmalıdır.
Ti-48Al-2Cr-2Nb Maliyet
Ti-48Al-2Cr-2Nb, geleneksel titanyum alaşımlarından daha pahalıdır:
- Fiyat 50$/lb'den 200$/lb'nin üzerine kadar değişir
- Yüksek maliyet, kullanımı performans açısından kritik uygulamalarla sınırlar
- Büyük miktarlı siparişler, pound başına maliyeti düşürebilir
- Maliyet ayrıca ürün boyutuna, formuna, kalite gereksinimlerine de bağlıdır
- Döküm kaliteleri genellikle dövme ürünlerden daha pahalıdır
Özel bileşim, işleme, düşük verim ve havacılık son kullanımları, Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin standart titanyum kalitelerine kıyasla daha yüksek fiyatlandırılmasına katkıda bulunur.
Ti-48Al-2Cr-2Nb – Sıkça Sorulan Sorular
Aşağıda, Ti-48Al-2Cr-2Nb hakkında bazı yaygın soruların yanıtları bulunmaktadır:
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb alaşımı nedir?
C: Ti-48Al-2Cr-2Nb, yaklaşık titanyum, alüminyum, %2 krom ve %2 niyobyumdan oluşan gelişmiş bir hafif ara metal alaşımıdır. 700°C'ye kadar yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemete ve düşük yoğunluğa sahiptir.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin tipik uygulamaları nelerdir?
C: Ti-48Al-2Cr-2Nb, kompresör kanatları, turboşarj tekerlekleri, uçak gövdeleri, bağlantı elemanları, valfler ve mukavemet-ağırlık oranının kritik olduğu diğer yüksek sıcaklık yapıları gibi uçak motoru bileşenlerinde kullanılır.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin temel özellikleri nelerdir?
C: Temel özellikler arasında düşük yoğunluk, iyi yüksek sıcaklık mukavemeti, yeterli oksidasyon direnci, bir ara metal için makul oda sıcaklığı sünekliği ve kırılma tokluğu bulunur. Titanyum ve nikel alaşımlarını önemli ölçüde aşan özgül mukavemetlere sahiptir.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb, Ti-6Al-4V ile nasıl karşılaştırılır?
C: Ti-48Al-2Cr-2Nb, daha düşük bir yoğunluğa, daha yüksek bir kullanım sıcaklığına sahiptir, ancak yaygın Ti-6Al-4V titanyum alaşımından daha düşük oda sıcaklığı sünekliğine ve kırılma tokluğuna sahiptir. Ti-6Al-4V daha sert ve daha şekillendirilebilir kalır.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb kaynaklanabilir mi?
C: Ti-48Al-2Cr-2Nb, katılaşma çatlağına duyarlılığı nedeniyle yalnızca sınırlı kaynaklanabilirliğe sahiptir. Bağlantı tasarımı, ön ısıtma, kaynak parametreleri ve kaynak sonrası ısıl işlem için özel önlemler gereklidir.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb için hangi ısıl işlem kullanılır?
C: Tipik bir ısıl işlem, gama transüsünün üzerinde çözelti işleme, ardından çökeltme sertleşmesi yoluyla optimum mukavemet ve süneklik elde etmek için 800-850°C'de yaşlandırmadır.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin maliyeti nedir?
C: Ti-48Al-2Cr-2Nb, standart titanyum alaşımlarından önemli ölçüde daha pahalıdır ve fiyatlandırma, miktara, kaliteye ve ürün boyutuna/formuna bağlı olarak 50$/lb'den 200$/lb'nin üzerine kadar değişmektedir.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb'ye bazı alternatifler nelerdir?
C: Ti-45Al-2Mn-2Nb, Ti-47Al-2Cr-2Nb veya Ti-46Al-2Cr-2Nb gibi diğer gama titanyum alüminürleri, oda sıcaklığı ve yüksek sıcaklık özelliklerinin değişen kombinasyonlarını sunar. Nikel süper alaşımları da daha yüksek sıcaklıklarda çalışır.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb'nin işlenirken hangi önlemler alınmalıdır?
C: Ti-48Al-2Cr-2Nb, sert kurulumlar, keskin takımlar, orta hızlar ve beslemeler, bol miktarda soğutma gerektirir ve tercihen işlenebilirliği iyileştirmek için önce tavlanır. Takım aşınmasını ve alaşıma zarar gelmesini önlemek için dikkatli proses mühendisliğine ihtiyaç vardır.
S: Ti-48Al-2Cr-2Nb hakkında temel noktaları özetleyebilir misiniz?
C: Ti-48Al-2Cr-2Nb, 700°C'ye kadar iyi mukavemete, düşük yoğunluğa, oksidasyon direncine ve diğer ara metallerden daha iyi sünekliğe sahip, hafif bir yüksek sıcaklık titanyum alüminür alaşımıdır. Uçak motorları için uygundur ancak standart titanyum alaşımlarından çok daha pahalıdır. Çatlamayı önlemek için uygun işleme ve kullanım kritiktir.
