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增材制造用钛合金种类及应用

[ 作者:钛业资讯 | 发布时间:2021-12-27 | 浏览:190

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钛合金存在α和β两种同素异形体,一般在882℃发生α↔β的转变。通常来说,根据钛合金中α相和β相的含量组成可将钛合金分成α钛合金、β钛合金、α+β钛合金三类,我国分别以TA、TB、TC表示。α钛合金是由α相单项固溶体组成,组织形态比较稳定,始终以α相形式存在,因此具有良好的高温稳定性和可焊性,但是其室温强度和塑性较差。β钛合金晶体结构为体心立方(BCC),其变形能力优于密排六方(HCP)结构的α钛合金,具有较好的塑性和室温强度。α+β钛合金可以通过调整合金元素成分调控α和β的相对含量从而达到提升合金成形性和力学性能,但这都是以牺牲其焊接性能和抗蠕变性能为代价。

在增材制造领域中,目前α+β钛合金应用最多的是TC4,具有良好的耐蚀性、焊接性,可通过热处理调整组织及性能,在航空航天和医疗领域广泛使用,可在350℃以下长期使用;随着增材制造应用的不断拓展和轻量化要求的不断提高,越来越多航空航天零部件希望拥有更高的高温强度和稳定性部分替代密度较大的高温合金和不锈钢,同时又兼具良好可焊性的需求,α钛合金无疑是一个很好的选择,目前应用较为成熟的是TA15合金。TA15合金长时间(3000h)工作温度可达500℃,瞬时(不超过5min)可达800℃。450℃下工作时,寿命可达6000h。

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表1增材制造用钛合金粉末化学成分表

表2增材制造用钛合金粉末特性(来源:康普锡威)