Klassifizierung von Titanlegierungen und Vergleich gängiger Titan- und Titanlegierungssorten

In China wird das Benennungsschema für Titanlegierungsmaterialien üblicherweise in drei Kategorien unterteilt:

·         Titanlegierungen vom -Typ (einschließlich einer Legierung vom nahezu -Typ) werden mit TA bezeichnet

·         Titanlegierungen vom -Typ (einschließlich einer Legierung vom nahezu -Typ) werden mit TB bezeichnet

·         Titanlegierungen vom Typ + - werden mit TC bezeichnet

①Die Elemente, die die Phase stabilisieren und die Phasenübergangstemperatur erhöhen, sind stabilisierte Elemente wie Aluminium, Kohlenstoff, Sauerstoff und Stickstoff. Aluminium ist das Hauptlegierungselement von Titanlegierungen, das sich spürbar auf die Verbesserung der Festigkeit der Titanlegierung bei Raumtemperatur und hohen Temperaturen, die Verringerung des spezifischen Gewichts und die Erhöhung des Elastizitätsmoduls auswirkt.

②Die Elemente, die die Phase stabilisieren und die Phasenübergangstemperaturen senken, werden als -stabile Elemente kategorisiert, die in den isomorphen Typ und den eutektoiden Typ unterteilt werden können. Die isomorphen Typen enthalten Molybdän, Niob, Vanadium usw., während eutektoide Typen Elemente wie Chrom, Mangan, Kupfer, Eisen, Silizium usw. enthalten.

③Elemente mit geringem Einfluss auf die Temperatur des Phasenübergangs werden als neutrale Legierungselemente kategorisiert, wie z. B. Zirkonium und Zinn.

Gängige Titanlegierungssorten werden wie folgt mit den UNS-Codes verglichen

Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Wasserstoff sind die Hauptverunreinigungen in Titanlegierungen. Sauerstoff und Stickstoff weisen eine hohe Phasenlöslichkeit auf, was die Titanlegierung deutlich verstärken kann, jedoch die Plastizität verringert. Der Gehalt an Sauerstoff und Stickstoff in Titan wird im Allgemeinen als weniger als {{0}},15 ~ 0,2 % bzw. 0,04 ~ 0,05 % definiert.

Die Löslichkeit von Wasserstoff in der Phase ist sehr gering, und zu viel in Titanlegierungen gelöster Wasserstoff erzeugt Hydrid, wodurch die Legierung spröde wird. Normalerweise wird der Wasserstoffgehalt in Titanlegierungen auf unter 0,015 % kontrolliert. Die Auflösung von Wasserstoff in Titan ist reversibel und kann durch Vakuumglühen entfernt werden.

Amerikanischer Standard, Klassen 1–38 im Vergleich zum UNS-Code

Die am häufigsten verwendete Titanlegierungszusammensetzung ist Ti-6Al-4V, das nach der amerikanischen Norm Grad 5 und nach der chinesischen Bezeichnung TC4 ist. Im Jahr 1994 wurde der nationale Standard GB/T3620.1-2007 aktualisiert und zwei Titanqualitäten entfernt, während 54 neue Qualitäten hinzugefügt wurden. Die neue Gesamtzahl der Titan- und Titanlegierungssorten beträgt 76.

Nach der Materialentwicklung der letzten drei „Fünfjahrespläne“ nimmt eine neue Generation von Titanlegierungsmaterialien für das Flugzeugrückgrat mit in China entwickelten Eigenschaften Gestalt an. Die unabhängig in China entwickelte Titanlegierung TC4-DT mit mittlerer Festigkeit und hoher Schadenstoleranz hat die gleiche nominelle Zusammensetzung wie TC4, aber der Sauerstoffgehalt ist reduziert und die Bruchzähigkeit ist verbessert.

Neue Materialien wie Ti45NB (Drahtmaterial), TA18 (Rohrmaterial), TB8 (Blechmaterial, Drahtmaterial, Schmiedeteile) und TC21 (Schmiedeteile) wurden ebenfalls gut eingesetzt. Durch die Kombination der vorhandenen TC1/TC2 (GR1/GR2-Platte), TC4 (GR5) (Schmiedeteile, Platten, Drähte) und ZTC4-Gusstitanlegierung entsteht ein kompletter Satz von Materialien mit geringer Festigkeit und hoher Plastizität, mittlerer Festigkeit und hoher Plastizität Es wurden hochfeste und hochplastische, ultrahochfeste Titanlegierungen und gegossene Titanlegierungen gebildet.