História vývoja a stav použitia titánových zliatin
Zliatina titánu, ako dôležitý konštrukčný kov, ktorý sa objavil v 50. rokoch 20. storočia, sa rýchlo stala novým favoritom tohto odvetvia vďaka svojej vysokej pevnosti, vynikajúcej odolnosti voči korózii a odolnosti voči teplu. Zliatina titánu sa teraz stala nenahraditeľným materiálom v mnohých oblastiach, ako je letectvo, kozmonautika, automobilový priemysel, chemický priemysel a lekárske ošetrenie. Od počiatočnej vysokoteplotnej titánovej zliatiny až po dnešnú medicínsku titánovú zliatinu, výskum a aplikácia titánových zliatin neustále prinášali nové objavy.
1. Prielom vysokoteplotnej zliatiny titánu
Prvou úspešne vyvinutou vysokoteplotnou titánovou zliatinou na svete je Ti-6Al-4V, ktorú možno použiť pri teplote 300-350 stupňov . Následne s pokrokom technológie boli postupne zavedené zliatiny titánu s vyššou teplotou, ako napríklad IMI550, BT3-1 a ďalšie zliatiny s prevádzkovou teplotou 400 stupňov , zatiaľ čo IMI679, IMI685, Ti{{10 }}, Ti-6242 a ďalšie zliatiny môžu stabilne pracovať pri vysokých teplotách 450 až 500 stupňov . V súčasnosti medzi nové vysokoteplotné zliatiny titánu, ktoré sa používajú v leteckých motoroch, patria zliatiny IMI829 a IMI834 zo Spojeného kráľovstva, zliatina Ti{17}} z USA a zliatiny BT18Y a BT36 z Ruska.
Aby sa ďalej zvýšila teplota použitia titánových zliatin, zahraničné krajiny aktívne prijímajú nové technológie, ako je technológia rýchleho tuhnutia/práškovej metalurgie a kompozitné materiály vystužené vláknami alebo časticami na vývoj titánových zliatin, ktoré môžu pracovať pri vysokých teplotách nad 650 stupňov. Napríklad spoločnosť McDonnell Douglas zo Spojených štátov amerických úspešne vyvinula zliatinu titánu s vysokou čistotou a vysokou hustotou pomocou technológie rýchleho tuhnutia/práškovej metalurgie, ktorá si stále dokáže zachovať vynikajúcu pevnosť pri 760 stupňoch.
2. Vzostup titánových zliatin na báze zlúčenín hliníka
Titánové zliatiny na báze zlúčeniny hliníka, ako sú intermetalické zlúčeniny Ti3Al ( 2) a TiAl ( ), sa stali konkurencieschopnými materiálmi pre budúce letecké motory a konštrukčné časti lietadiel vďaka ich dobrému výkonu pri vysokých teplotách, vysokej odolnosti voči oxidácii a dobrej odolnosti proti tečeniu. a nízka hmotnosť. V súčasnosti sa začali vyrábať zliatiny titánu na báze Ti3Al, ako napríklad Ti-21Nb-14Al a Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo výroby v Spojených štátoch. Zliatiny titánu na báze TiAl ( ), ako napríklad TAl-(1-10)M (at.%), tiež pritiahli širokú pozornosť vďaka svojim jedinečným vlastnostiam.
3. Vývoj typových zliatin titánu
Zliatiny titánu typu majú dobré vlastnosti pri spracovaní za studena a za tepla, ľahké kovanie, valcovanie, zváranie atď. a sú dôležitými materiálmi v leteckom, automobilovom a iných oblastiach. Medzi reprezentatívne zliatiny titánu patria Ti1023, Ti153, 21S atď., ktoré majú nielen vynikajúce mechanické vlastnosti a odolnosť voči životnému prostrediu, ale majú aj vysokú pevnosť a vysokú húževnatosť.
4. Lekárske zliatiny titánu
Titán je netoxický, ľahký, vysoko pevný a má vynikajúcu biokompatibilitu. Je to ideálny medicínsky kovový materiál. V súčasnosti sa zliatina Ti-6Al-4v ELI vo veľkej miere používa v oblasti medicíny, ale možné poškodenie iónov vanádu a hliníka, ktoré sa z nej môžu vyzrážať v ľudskom tele, pritiahlo pozornosť lekárska komunita. Na tento účel sa aktívne vyvíjajú biokompatibilné titánové zliatiny bez obsahu hliníka a vanádu. Napríklad Japonsko vyvinulo sériu + titánových zliatin a titánových zliatin s vynikajúcou biokompatibilitou, od ktorých sa očakáva, že v budúcnosti nahradia zliatiny Ti-6Al-4V ELI a stanú sa hlavnými materiálmi pre lekárske implantáty .
Vstupom do 21. storočia sa oblasti použitia titánových zliatin ďalej rozšírili. V oblasti letectva a kozmonautiky sa zliatiny titánu stali nenahraditeľným materiálom na výrobu lietadiel, rakiet a iných lietadiel vďaka svojej nízkej hmotnosti a vysokej pevnosti. V civilnej oblasti sa začali objavovať aj zliatiny titánu. Od špičkových bicyklov a hodiniek až po lekárske vybavenie a výrobu automobilov, zliatiny titánu sú všade. S neustálym pokrokom vedy a techniky a rastúcim dopytom po vysokovýkonných materiáloch budú perspektívy budúceho vývoja zliatin titánu ešte širšie.
