チタン合金の種類と用途|高靱性|高強度|熱処理

チタン合金は、チタンをベースとして他の合金元素から構成される合金です。 チタン合金は、構造用チタン合金と耐熱性チタン合金、または 型チタン合金、 型チタン合金、+ - 型チタン合金に分けられます。

I. チタン合金の開発経緯

チタンは、1950年代に開発された重要な構造用金属であり、世界中の多くの人々がチタン合金材料の重要性を認識し、研究開発が行われ実用化されてきました。

実用的なチタン合金は、その耐熱性、強度、可塑性、靱性、成形性、溶接性、耐食性、生体適合性により、1954年に米国でTi-6Al-4V合金の開発に成功しました。より優れたチタン合金産業となり、チタン合金は全チタン合金の使用率の75%から85%を占めています。 他の多くのチタン合金はその改良版とみなすことができます。

チタンの工業生産は1948年に始まり、1950年代から1960年代は主に航空機エンジン用の高温用チタン合金や機体用構造用チタン合金の開発が行われ、1970年代には数多くの耐食性チタン合金が開発され、耐食性チタンが開発されました。 1980 年代以降、チタン合金や高強度チタン合金がさらに開発されました。 耐熱チタン合金の使用温度は1950年代の400度から1990年代には600-650度まで上昇し、チタンはエンジンのコールドエンド（ファンとコンプレッサー）からエンジン内で使用されています。エンジン（タービン）のホットエンド方向。 高強度、高可塑性、高強度および高靱性、高弾性率および高耐損傷性方向への構造用チタン合金。

1970 年代以降、Ti-Ni、Ti-Ni-Fe、Ti-Ni-Nb などの形状記憶合金も登場し、工学分野での用途がますます広がっています。

中国は 1956 年にチタンとチタン合金の研究を開始しました。 チタンの工業生産は-1960年代中期に始まり、TB2合金が開発されました。
第二に、チタン合金の主な分類

チタンには2種類の均質な異結晶があります。チタン合金チタンは均質な異性体で、融点は1668度で、882度未満ではチタンとして知られる六方格子構造の密な列でした。 チタンとして知られる体心立方格子構造の 882 度上にあります。

上記の 2 つの構造のチタンの異なる特性を利用して、適切な合金元素を追加すると、相転移温度と相の含有量が徐々に変化し、チタン合金の異なる組織が得られます。

室温では、チタン合金には 3 種類の母材組織があり、チタン合金は - 合金、( + ) 合金、および - 合金の 3 つのカテゴリにも分類されます。 中国では、これらの合金はそれぞれ TA、TC、TB と呼ばれます。

アルファチタン合金

α相であるα相固溶体からなる単相合金であり、常温から実用温度以上においても組織が安定し、純チタンよりも高い耐摩耗性と強い耐酸化性を備えています。 500度-600度の温度下では強度と耐クリープ性を維持しますが、熱処理によって強化することはできず、室温強度は高くありません。

チタン合金

これは、α相固溶体から構成される単相合金であり、熱処理なしでも高い強度を持ち、焼入れおよび時効後にさらに強化され、室温強度は最大1372-1666MPaになります。 ただし、熱安定性が悪く、高温での使用には適していません。

+ チタン合金

これは、優れた総合性能、良好な組織安定性、良好な靭性、可塑性および高温変形特性を備えた二相合金であり、合金を強化するための優れた熱間圧力加工、焼き入れ、時効処理が可能です。 熱処理後の強度は、焼きなまし状態に比べて約 50% 増加します。 高温強度があり、400度から500度の温度で長時間使用でき、その熱安定性はチタン合金に次ぐものです。

3 種類のチタン合金のうち、β チタン合金と + - チタン合金が一般的に使用されます。 -チタン合金は機械加工性が良く、+ -チタン合金は2番目に優れており、-チタン合金は劣っています。