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Entwicklungsstatus für hochfeste und hochelastische Titanlegierungen


Hochfeste und hochelastische Titanlegierung Entwicklungsstatus

Titanlegierung Seine hohe Festigkeit und sein niedriger Elastizitätsmodul verleihen ihm eine ausgezeichnete elastische Verformungsfähigkeit und es wird in der Luft- und Raumfahrt als struktur- und funktionsintegriertes Material verwendet. In den 1950er Jahren verwendeten die Vereinigten Staaten erstmals Schrauben aus einer Titanlegierung aus Ti-6Al-4V auf B-52-Bombern, die die Anwendung von Befestigungselementen aus Titanlegierungen eröffneten im Luft- und Raumfahrtbereich. Mit den kontinuierlichen Leichtbauanforderungen von Luft- und Raumfahrt- und Waffenausrüstung, leichte, hochfeste und hochelastische Titanlegierung hat nach und nach den traditionellen 30CrMoSiA-Stahl in Befestigungselementen ersetzt und die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Ausrüstung verbessert.

Hochfeste und hochelastische Titanlegierung

Die Zugfestigkeit der üblicherweise verwendeten α+β- und β-Titanlegierungen beträgt im Wesentlichen 1000 MPa, wie Ti-6Al-4V, Ti-3Al-5Mo-4.5V, Ti- 5Mo-5V-8Cr-3Al und Ti-15Mo -3Al-2.7Nb-0.3Si (β 21S) und so weiter.

Seit den 1970er Jahren begann McDonnell Douglas damit, Federn für zivile Flugzeuge aus Ti-13V-11Cr-3Al herzustellen und ersetzte Federstahl, um eine Gewichtsreduzierung von 70 % zu erreichen. Anschließend begannen Lockheed, Boeing und Airbus, Beta-Titanlegierungen zu verwenden, um Federkomponenten wie Fahrwerkssperren, hydraulische Rückführung und Flugzeugsteuerungen herzustellen. Repräsentative Legierungen sind Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn und Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr (β-C) mit einem Elastizitätsmodul von etwa 104 GPa und einer Zugfestigkeit von 1300 bis 1450 MPa.

Um den Elastizitätsmodul medizinischer Titanlegierungen zu reduzieren, wurde seit den 1990er Jahren eine Reihe metastabiler β-Titanlegierungen mit niedrigem Elastizitätsmodul wie Ti-29Nb-13Ta- 4.6Zr und Ti-35Nb-5Ta-7Zr wurden entwickelt, um bessere elastische Eigenschaften zu erzielen. Diese Art von Titanlegierung wurde jedoch für den medizinischen Bereich entwickelt und weist eine geringe Festigkeit auf, wodurch die hohen Festigkeits- und Elastizitätsanforderungen von Titanlegierungen für Luftfahrtbefestigungen und -federn nur schwer erfüllt werden können.

2003 entwickelte das Toyota Central Research Institute of Japan eine multifunktionale Titanlegierung (Gummimetall ) mit hervorragender Gesamtleistung, mit einer typischen Zusammensetzung von Ti-23Nb-0.7Ta-2Zr-1,2O. Nach 90 % Kaltwalzen hat die Legierung eine Festigkeit von 1200 MPa, einen Elastizitätsmodul von 55 GPa und eine Elastizitätsgrenze von etwa 2,5 %. Die Legierung weist eine hervorragende Übereinstimmung von hoher Festigkeit und hoher Elastizität auf und hat eine konstante Elastizität in einem weiten Temperaturbereich.

Die metastabile β-Legierung Ti-24Nb-4Zr-8Sn (Ti-2448 ) vom Institute of Metal Materials der Chinese Academy of Sciences entwickelt, zeigt ebenfalls hervorragende elastische Eigenschaften. Es hat einen Elastizitätsmodul von nur 42 GPa und eine elastische Dehnung von bis zu 3,3%. Nach der Lösungsalterungsbehandlung weist es auch eine ausgezeichnete hohe Festigkeit und hohe Elastizitätsanpassung auf.

Gummimetall und Ti-2448 sind typische Vertreter fortschrittlicher hochfester und hochelastischer Titanlegierungen, was darauf hindeutet, dass Titanlegierungen eine hochfeste und hochelastische Anpassung erreichen können. Seine hervorragende Leistung hängt von einem ausgeklügelten Kompositionsdesign und geeigneten Vorbereitungsprozessen ab.

Schlussfolgerung

Vielen Dank für das Lesen unseres Artikels und hoffen, dass er Ihnen helfen kann, die hochfeste und hochelastische Titanlegierung besser zu verstehen . Wenn Sie mehr über Titanlegierungen oder andere Arten von feuerfesten Materialien erfahren möchten , wir möchten Ihnen raten, Advanced Refractory Metals . zu besuchen (ARM ) für weitere Informationen.

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