高温チタン合金とは何ですか?
高温チタン合金、耐熱チタン合金としても知られており、高温で長時間使用できます。高い耐久強度、優れた耐クリープ性、使用温度での熱安定性を備えています。室温および高温の両方で良好な耐疲労性と良好な室温可塑性を備えています。
異なる使用温度のチタン合金
1954年、米国はTi-6AI-4V合金を開発しました。これは+相特性を持つ初の高温チタン合金で、300〜350度で使用でき、宇宙船にも使用されています。アポロ宇宙船、アトラスミサイル、レンジャー衛星など。しかし、Ti-6Al-4V 合金には、耐熱性が低く、焼入性が不十分であり、冷間加工性能が低く、製造プロセスが複雑であるなどの欠点があります。ニアチタン合金は、合金の優れた耐クリープ性と + 合金の高強度を兼ね備えています。近合金にさまざまな合金元素を添加することにより、多数の固溶強化型高温チタン合金が開発されてきました。チタン合金の再結晶温度を高めるためにA1、Sn、Zrなどの元素を添加し、チタン合金の高温強度を高めるためにMo、W、Nb、Fe、Crなどの元素を添加します。チタン合金の高温強度は、多相および複合相の形成によって大幅に向上し、最高使用温度は 350 度から 600 度に上昇します。表3-15は、さまざまな使用温度での典型的なチタン合金を示しています。
テーブル 3-15
図 3-56 は、英国と私の国のエンジンで使用されているチタン合金部品を示しています。ロールスロイス 593 エンジンのコンプレッサー部品は、ほぼすべてチタンで作られています。図3-56 (a) に示すように、低圧ディスクと高圧ディスクは IMI550 合金で作られています。私の国でもジェットエンジンにさまざまなチタン合金が使用されています。図3-56 (b) に示すように、高圧圧縮機ローターは TC11 合金で作られています。
図3-56 エンジン用チタン合金部品
近年、各国で実用化あるいは開発されている600度高温チタン合金のほとんどは、高系に近いTi-Al-Sn-Zr-Mo-Si系合金から開発されています。温度チタン合金。チタン合金には、A|の固溶強化効果を最大限に発揮させるために、Sn、Zr、Mo、Siなどの元素が添加されています。表 3-16 は、600 度以上の温度に耐えることができる典型的な高温チタン合金の公称組成と特性を示しています。
各国の高温チタン合金グレードの表 3-16 のリスト
600度に耐えることができる高温チタン合金はすべて、一定量の強力な安定化元素A1、中性元素SnおよびZr、および少量の（<4%) of B-stabilizing elements. Al is the most important alloying element in high-temperature titanium alloys. However, in order to prevent the precipitation of Ti;AI (α2) phase and make the alloy embrittled, the aluminum equivalent is usually controlled below 8%. The addition of Sn and Zr can improve the creep resistance of Ti-Al alloys without reducing the plasticity. A small amount of α-stabilizing elements can slow down the formation of α, phase and improve the process plasticity of the alloy. Among them, Mo is the most commonly used B-stabilizing element in high-temperature titanium alloys. After adding a small amount of Mo (<1%), the alloy has good high-temperature creep performance and thermal stability. Mo can also strengthen the B phase in high-temperature titanium alloys. Si is one of the important elements to improve the thermal strength of titanium alloys. High-temperature titanium alloys usually contain 0.1%~0.5% Si, which can greatly improve the high-temperature creep resistance of the alloy.
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