Zgodovina razvoja in status uporabe titanovih zlitin
Titanova zlitina kot pomembna strukturna kovina, ki se je pojavila v petdesetih letih 20. stoletja, je hitro postala novi favorit v industriji s svojo visoko trdnostjo, odlično odpornostjo proti koroziji in toplotni odpornosti. Titanova zlitina je zdaj postala nepogrešljiv material na številnih področjih, kot so letalstvo, vesoljska industrija, avtomobilska industrija, kemična industrija in zdravljenje. Od začetne visokotemperaturne titanove zlitine do današnje medicinske titanove zlitine so raziskave in uporaba titanovih zlitin nenehno dosegale nove preboje.
1. Preboj visokotemperaturne titanove zlitine
Prva uspešno razvita visokotemperaturna titanova zlitina na svetu je Ti-6Al-4V, ki se lahko uporablja pri temperaturi 300-350 stopinj. Kasneje so z napredkom tehnologije druga za drugo uvedli visokotemperaturne titanove zlitine, kot so IMI550, BT3-1 in druge zlitine z delovno temperaturo 400 stopinj, medtem ko so IMI679, IMI685, Ti{{10 }}, Ti-6242 in druge zlitine lahko stabilno delujejo pri visokih temperaturah 450~500 stopinj. Trenutno nove visokotemperaturne titanove zlitine, ki se uporabljajo v letalskih motorjih, vključujejo zlitine IMI829 in IMI834 iz Združenega kraljestva, zlitino Ti-1100 iz ZDA ter zlitine BT18Y in BT36 iz Rusije.
Da bi dodatno zvišali temperaturo uporabe titanovih zlitin, tuje države aktivno sprejemajo nove tehnologije, kot so tehnologija hitrega strjevanja/metalurgije v prahu in kompozitni materiali, ojačani z vlakni ali delci, za razvoj titanovih zlitin, ki lahko delujejo pri visokih temperaturah nad 650 stopinj. Na primer, McDonnell Douglas iz Združenih držav je uspešno razvil titanovo zlitino visoke čistosti z visoko gostoto z uporabo tehnologije hitrega strjevanja/metalurgije prahu, ki lahko še vedno ohranja odlično trdnost pri 760 stopinjah.
2. Porast titanovih zlitin na osnovi spojine titan-aluminij
Titanove zlitine na osnovi titan-aluminijevih spojin, kot so intermetalne spojine Ti3Al ( 2 ) in TiAl ( ), so postale konkurenčni materiali za prihodnje letalske motorje in strukturne dele letal zaradi njihove dobre visokotemperaturne zmogljivosti, močne odpornosti proti oksidaciji in dobre odpornosti proti lezenju in majhna teža. Trenutno so titanove zlitine na osnovi Ti3Al, kot sta Ti-21Nb-14Al in Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo, začele množično proizvodnja v ZDA. Titanove zlitine na osnovi TiAl ( ), kot je TAl-(1-10)M (at.%), so prav tako pritegnile široko pozornost zaradi svojih edinstvenih lastnosti.
3. Razvoj titanovih zlitin -tipa
titanove zlitine tipa imajo dobre lastnosti hladne in vroče obdelave, enostavno kovanje, valjanje, varjenje itd., in so pomembni materiali v vesolju, avtomobilizmu in drugih področjih. Reprezentativne vrste titanovih zlitin vključujejo Ti1023, Ti153, 21S itd., ki nimajo samo odličnih mehanskih lastnosti in odpornosti na okolje, ampak imajo tudi visoko trdnost in visoko žilavost.
4. Medicinske titanove zlitine
Titan je nestrupen, lahek, visoke trdnosti in ima odlično biokompatibilnost. Je idealen medicinski kovinski material. Trenutno se zlitina Ti-6Al-4v ELI pogosto uporablja na medicinskem področju, vendar je možna škoda vanadijevih in aluminijevih ionov, ki se lahko iz nje oborijo na človeško telo, pritegnila pozornost medicinska skupnost. V ta namen se aktivno razvijajo biokompatibilne titanove zlitine brez aluminija in vanadija. Japonska je na primer razvila vrsto + titanovih zlitin in titanovih zlitin z odlično biokompatibilnostjo, za katere se pričakuje, da bodo v prihodnosti nadomestile zlitine Ti-6Al-4V ELI in postale glavni materiali za medicinske vsadke .
Z vstopom v 21. stoletje so se področja uporabe titanovih zlitin še razširila. Na področju vesoljske industrije so titanove zlitine zaradi svoje majhne teže in visoke trdnosti postale nepogrešljiv material za izdelavo letal, raket in drugih letal. Na civilnem področju so se začele pojavljati tudi titanove zlitine. Titanove zlitine so povsod prisotne od vrhunskih koles in ur do medicinske opreme in avtomobilske proizvodnje. Z nenehnim napredkom znanosti in tehnologije ter naraščajočim povpraševanjem po visokozmogljivih materialih bodo prihodnji razvojni obeti titanovih zlitin še širši.
