Historial de desenvolupament i estat d'aplicació dels aliatges de titani
L'aliatge de titani, com a metall estructural important que va sorgir a la dècada de 1950, es va convertir ràpidament en el nou favorit de la indústria amb la seva alta resistència, excel·lent resistència a la corrosió i resistència a la calor. L'aliatge de titani s'ha convertit en un material indispensable en molts camps com l'aviació, l'aeroespacial, l'automòbil, la indústria química i el tractament mèdic. Des de l'aliatge inicial de titani d'alta temperatura fins a l'aliatge de titani mèdic actual, la investigació i l'aplicació d'aliatges de titani han fet nous avenços contínuament.
1. Avenç de l'aliatge de titani d'alta temperatura
El primer aliatge de titani d'alta temperatura desenvolupat amb èxit al món és Ti-6Al{-4V, que es pot utilitzar a una temperatura de 300-350 graus. Posteriorment, amb l'avenç de la tecnologia, s'han introduït aliatges de titani de temperatura més alta un darrere l'altre, com ara IMI550, BT3-1 i altres aliatges amb una temperatura de servei de 400 graus, mentre que IMI679, IMI685, Ti{{10} }}, Ti-6242 i altres aliatges poden funcionar de manera estable a altes temperatures de 450 a 500 graus. Actualment, els nous aliatges de titani d'alta temperatura que s'han utilitzat en motors d'avions inclouen aliatges IMI829 i IMI834 del Regne Unit, aliatges Ti-1100 dels EUA i aliatges BT18Y i BT36 de Rússia.
Per augmentar encara més la temperatura d'ús dels aliatges de titani, els països estrangers estan adoptant activament noves tecnologies com la tecnologia de solidificació ràpida/metal·lúrgia de pols i materials compostos reforçats amb fibra o partícules per desenvolupar aliatges de titani que puguin funcionar a altes temperatures per sobre dels 650 graus. Per exemple, McDonnell Douglas dels Estats Units ha desenvolupat amb èxit un aliatge de titani d'alta puresa i alta densitat mitjançant la tecnologia de solidificació ràpida/metal·lúrgia de pols, que encara pot mantenir una resistència excel·lent a 760 graus.
2. L'auge dels aliatges de titani basats en compostos de titani-alumini
Els aliatges de titani basats en compostos de titani i alumini, com els compostos intermetàl·lics Ti3Al (2) i TiAl (), s'han convertit en materials competitius per als futurs motors d'aviació i peces estructurals d'avions a causa del seu bon rendiment a alta temperatura, forta resistència a l'oxidació, bona resistència a la fluència. i pes lleuger. Actualment, els aliatges de titani basats en Ti3Al com ara Ti-21Nb-14Al i Ti{-24Al{-14Nb-#v{-0.5Mo han començat la massa producció als Estats Units. Els aliatges de titani basats en TiAl ( ), com el TAl-(1-10)M (at.%), també han cridat l'atenció generalitzada a causa de les seves propietats úniques.
3. Desenvolupament d'aliatges de titani tipus
Els aliatges de titani de tipus tenen bones propietats de processament en fred i calent, fàcils de forjar, laminar, soldar, etc., i són materials importants en l'aeroespacial, l'automòbil i altres camps. Els aliatges de titani de tipus representatiu inclouen Ti1023, Ti153, 21S, etc., que no només tenen excel·lents propietats mecàniques i resistència ambiental, sinó que també tenen una gran resistència i una gran tenacitat.
4. Aliatges de titani mèdic
El titani és no tòxic, lleuger, d'alta resistència i té una excel·lent biocompatibilitat. És un material metàl·lic mèdic ideal. Actualment, l'aliatge Ti-6Al{-4v ELI s'utilitza àmpliament en l'àmbit mèdic, però el possible dany dels ions de vanadi i alumini que es poden precipitar d'ell al cos humà ha cridat l'atenció de la comunitat mèdica. Amb aquesta finalitat, s'estan desenvolupant activament aliatges de titani biocompatibles sense alumini, sense vanadi. Per exemple, el Japó ha desenvolupat una sèrie d'aliatges + titani i aliatges de titani amb una excel·lent biocompatibilitat, que s'espera que substitueixin els aliatges Ti-6Al{-4V ELI en el futur i es converteixin en els materials principals per a implants mèdics. .
Entrant al segle XXI, les àrees d'aplicació dels aliatges de titani s'han ampliat encara més. En l'àmbit aeroespacial, els aliatges de titani s'han convertit en un material indispensable per a la fabricació d'avions, coets i altres aeronaus a causa del seu pes lleuger i alta resistència. En l'àmbit civil, també han començat a sorgir aliatges de titani. Des de bicicletes i rellotges de gamma alta fins a equips mèdics i fabricació d'automòbils, els aliatges de titani estan a tot arreu. Amb l'avenç continu de la ciència i la tecnologia i la demanda creixent de materials d'alt rendiment, les perspectives de desenvolupament futur dels aliatges de titani seran encara més àmplies.
