Ligas de titânio

Avaliação:

ligas de titânio usado pela primeira vez como ligas de motores.

ligas de titânio foram utilizados pela primeira vez em aeronaves como ligas de motor, mas eles foram posteriormente encontrou um uso aumentando progressivamente na estrutura da aeronave. As ligas de titânio constitui 20% da massa de estruturas na furacão e Grumann Tomcat F-14, em comparação com 5-7% na maioria dos aviões. As virtudes supremas oferecidos por ligas de titânio para uso na indústria aeroespacial são suas habilidades, em primeiro lugar, para desenvolver altos índices de resistência-peso, e, segundo, para manter suas propriedades em temperaturas moderadamente elevadas. É o segundo destes virtudes que domina quando as ligas de titânio são usados ​​em motores de turbina a gás e os alfa-alfa ou perto ligas foram escolhidas, visto que apenas possuem resistência à deformação adequada na utilização de alta temperatura. A presença da fase beta degrada rapidamente propriedades de fluência, de modo que o alfa-beta ligas só podem ser utilizados para partes em que a resistência à deformação é menos importante.

No entanto, as ligas alfa são reforço não heattreatable e sólido-solução pelos elementos de estabilização de alf a, alumínio, silício e oxigénio, é a única forma de aumentar a resistência à compressão ou à tracção. Ligas de maior força deve, portanto, conter o betaphase tratável termicamente e há três possibilidades: Alphabeta, metastable-beta e stable-beta. Por definição, uma liga estável-beta não pode ser reforçada por transformação para fase alpha: endurecimento, portanto, só poderia ser realizada por qualquer outra forma de precipitação. Isto provou ser ilusório e não parece haver qualquer perspectiva imediata de uma liga estável-beta comercial de alta resistência estabelecida.

As ligas metastable-beta oferecer as mais altas possibilidades de resistência e deve ser capaz de combinar isso com outros significativos vantagens, sendo a mais importante de tenacidade à fratura e alta temperabilidade profundo. O metaestável-beta de alta resistência da liga de Ti-13V-11Cr-3A1 tem sido mais amplamente utilizados – é capaz de forças em excesso de 1500 MPa (218 ksi) e fez-se 93% do peso da fuselagem da aeronave YF12 militar. 27 ligas de beta-titânio também tem as vantagens significativas de excelente maleabilidade no, condição de pouca força recozido-solução. A principal desvantagem resulta do facto de que a fase-beta tem um módulo intrinsecamente baixa rigidez e este, tomados em conjunto com o de liga necessariamente rico com elementos betastabilizing densas, significa que a razão entre os módulos densidade rigidez é relativamente baixa, o que limita a utilidade de ligas de beta-titânio para componentes de rigidez-crítica. A ductilidade à tração também é pobre, exceto em seções finas. É, portanto, talvez, não é surpreendente que a única aplicação bem estabelecido de ligas de beta-titânio no momento é o uso de Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn (Beta 111) e Ti-8Mo-8V-2Fe-3A1 para fixadores. Mesmo aqui, a propensão bem conhecida de titânio para exasperante dita que as porcas rodando em parafusos de titânio devem ser de monel ou aço inoxidável “cancelando, assim, alguns dos a economia de peso.

Ti-6A1-4V liga.

No entanto, a grande maioria das ligas de titânio é feita de ligas alfa-beta e destes o mais amplamente utilizado é a liga de Ti-6A1-4V, descrita como o “geral- propósito “ou” cavalo de batalha “liga de titânio que tem sido usado desde seu desenvolvimento há 40 anos, com o alumínio oferecendo reforço e um benefício densidade eo vanádio fazendo trabalho a quente do material mais fácil. Ele é usado para discos de motores de aeronaves e compressor lâminas até uma temperatura de cerca de 350 ° C.29 ligas alfa-beta nos níveis de dosagem mais baixa são usados ​​na condição de recozido, mas a força pode ser melhorado por tratamento da solução seguido por envelhecimento.

Uma vantagem importante para algumas ligas de titânio alfa-beta, tais como Ti-6A1-4V é o facto de que eles podem ser unidos por por feixe de electrões, permitindo assim que as estruturas complexas para ser construído com juntas de alta qualidade através de uma ampla variedade de espessuras. O alto nível de uso de titânio na Tornado (~ 20%) já mencionado é porque a caixa de asa carry-through é uma fabricação soldada feixe de elétrons.

As composições das ligas duplas de maior força deve ser cuidadosamente equilibrada de modo a que cada fase faz a sua contribuição adequada para as propriedades globais. É, claro, possível influenciar as proporções relativas das fases alfa e beta por meio de processos de tratamento térmico. Alfa-estabilização elementos são geralmente presente para proporcionar reforço solução sólida da fase alfa.

Este mecanismo de reforço não está disponível em qualquer grau significativo na fase beta, mas a composição deve conter suficiente beta-estabilização para fornecer a força de transformações dentro do beta. As principais desvantagens das ligas tratáveis ​​termicamente alfa-beta são, em primeiro lugar, as suas características pobres deephardening (na condição de tratado termicamente, de alta resistência Ti-6A1-4V é limitado a um máximo de apenas secção de 25 mm) e, em segundo lugar, sua má tenacidade à fratura, que pode ser baixa o suficiente para rachaduras críticos para

ser apenas marginalmente detectáveis ​​por métodos não destrutivos. Otimização de propriedades de controle microestrutural é difícil e controle cuidadoso de processamento é necessário se dispersão inaceitável nas propriedades é para não resultar.

Mesmo diferentes amostras do mesmo lote de material podem render muito diferentes resultados do teste. Estes problemas conduziram ao desenvolvimento de técnicas de processamento especializadas, tais como isotérmica de forjamento, para permitir um melhor controlo das propriedades.

No entanto, certas generalizações são possíveis. A resistência à fractura pode ser melhorada pelo tratamento com solução de alta no domínio alfa-plus-beta para dar uma proporção baixa (10-25%) de alfa primária. Por outro lado, as melhores propriedades de fadiga são obtidos quando a estrutura alfa-plus-beta é refinado mas com uma proporção relativamente elevada de alfa primária.

 

Originalmente publicado no Ezine, traduzido automaticamente para português

Fonte por John Routledge

2 respostas

Deixe uma resposta

Quer contribuir para a discussão?
Sinta-se a vontade para contribuir!

Deixe uma resposta

O seu endereço de email não será publicado. Campos obrigatórios marcados com *