Apa saja jenis paduan titanium? Penjelasan rinci tentang jenis-jenis paduan titanium
Di dunia material logam yang luas, paduan titanium menonjol dengan pesona uniknya. Tidak hanya memiliki bodi yang ringan, tetapi juga memiliki berbagai keunggulan seperti kekuatan tinggi, ketahanan korosi dan ketahanan suhu tinggi, menjadi material yang sangat diperlukan dan penting dalam bidang industri modern. Lantas, apa saja jenis paduan titanium? Hari ini, mari kita memasuki dunia paduan titanium dan menjelajahi beragam pesonanya.
1. Paduan titanium suhu tinggi Ti-6Al-4V
Paduan titanium suhu tinggi pertama yang berhasil dikembangkan di dunia adalah Ti-6Al-4V, dengan suhu layanan 300-350 derajat. Selanjutnya, paduan seperti IMI550 dan BT3-1 dengan suhu layanan 400 derajat dan IMI679, IMI685, Ti-6246, Ti-6242 dengan suhu layanan 450~500 derajat dikembangkan satu demi satu. Saat ini, paduan titanium suhu tinggi baru yang telah berhasil digunakan dalam mesin pesawat terbang termasuk paduan IMI829 dan IMI834 di Inggris; paduan Ti-1100 di Amerika Serikat; Paduan BT18Y dan BT36 di Rusia, dll. Dalam beberapa tahun terakhir, negara-negara asing telah mengambil teknologi pemadatan cepat/metalurgi serbuk dan material komposit yang diperkuat serat atau partikel untuk mengembangkan paduan titanium sebagai arah pengembangan paduan titanium suhu tinggi, sehingga suhu penggunaan paduan titanium dapat ditingkatkan hingga di atas 650 derajat. McDonnell Douglas dari Amerika Serikat telah berhasil mengembangkan paduan titanium dengan kemurnian tinggi dan kepadatan tinggi menggunakan teknologi pemadatan cepat/metalurgi serbuk. Kekuatannya pada 760 derajat setara dengan kekuatan paduan titanium yang saat ini digunakan pada suhu ruangan.
2. Paduan titanium berdasarkan senyawa titanium aluminium
Dibandingkan dengan paduan titanium umum, keuntungan dari senyawa titanium aluminium berdasarkan senyawa intermetalik natrium Ti3Al (2) dan TiAl (3Al ... Paduan titanium berbasis Ti3Al lainnya yang dikembangkan dalam beberapa tahun terakhir meliputi Ti-24Al-11Nb, Ti25Al-17Nb-1Mo dan Ti-25Al-10Nb-3V-1Mo. Kisaran komposisi paduan titanium berbasis TiAl ( ) adalah TAl-(1-10)M (at.%), di mana M adalah setidaknya satu elemen di antara v, Cr, Mn, Nb, Mn, Mo dan W. Baru-baru ini, paduan titanium berbasis TiAl3-mulai menarik perhatian, seperti paduan Ti-65Al-10Ni.
3. Paduan titanium berkekuatan tinggi dan ketangguhan tinggi
Paduan titanium tipe-1 pertama kali dikembangkan oleh Crucible di Amerika Serikat pada pertengahan tahun 1990-an. Paduan B120VCA (Ti-13v-11Cr-3Al). Paduan titanium tipe-2 memiliki sifat pemrosesan panas dan dingin yang baik, mudah ditempa, dapat digulung dan dilas, serta dapat memperoleh sifat mekanik yang tinggi, ketahanan lingkungan yang baik, dan kombinasi kekuatan dan ketangguhan fraktur yang baik melalui perlakuan penuaan larutan padat. Paduan titanium tipe-2 berkekuatan tinggi dan ketangguhan tinggi yang baru dan representatif adalah sebagai berikut: Ti1023 (Ti-10v-2Fe-#al), yang memiliki kinerja yang sama dengan baja struktural berkekuatan tinggi 30CrMnSiA yang umum digunakan pada komponen struktural pesawat terbang dan memiliki kinerja penempaan yang sangat baik; Bahasa Indonesia: Ti153 (Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn), yang memiliki kinerja pengerjaan dingin yang lebih baik daripada titanium murni industri, dan kekuatan tarik suhu ruangan setelah penuaan dapat mencapai lebih dari 1000MPa; 21S (Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si), yang merupakan jenis baru paduan titanium tahan oksidasi dan berkekuatan sangat tinggi yang dikembangkan oleh divisi Timet dari perusahaan logam titanium Amerika, memiliki ketahanan oksidasi yang baik, kinerja pemrosesan panas dan dingin yang sangat baik, dapat dibuat menjadi foil dengan ketebalan 0,064mm; Paduan titanium SP-700 (Ti-4.5Al-3V-2Mo-2Fe) yang berhasil dikembangkan oleh Nippon Steel Tube Co., Ltd. (NKK) memiliki kekuatan tinggi, perpanjangan superplastik hingga 2000%, dan suhu pembentukan superplastik 140 derajat lebih rendah daripada Ti-6Al-4V, yang dapat menggantikan paduan Ti-6Al-4V untuk memproduksi berbagai komponen kedirgantaraan menggunakan teknologi ikatan difusi pembentukan superplastik (SPF/DB); BT-22 (TI-5v-5Mo-1Cr-5Al) yang dikembangkan oleh Rusia memiliki kekuatan tarik lebih dari 1105MPA.
4. Paduan titanium tahan api
Paduan titanium konvensional memiliki kecenderungan untuk membakar alkana dalam kondisi tertentu, sehingga sangat membatasi penerapannya. Menanggapi situasi ini, berbagai negara telah meluncurkan penelitian tentang paduan titanium tahan api dan mencapai terobosan tertentu. Paduan C (juga dikenal sebagai T) yang dikembangkan oleh Negara Bagian Qiang memiliki komposisi nominal 50Ti-35v-15Cr (fraksi massa). Ini adalah paduan titanium tahan api yang tidak sensitif terhadap pembakaran terus menerus dan telah digunakan pada mesin F119. BTT-1 dan BTT-3 adalah paduan titanium tahan api yang dikembangkan oleh Rusia. Keduanya merupakan paduan Ti-Cu-Al dengan kinerja proses deformasi termal yang sangat baik dan dapat digunakan untuk membuat komponen yang kompleks.
5. Paduan titanium medis
Titanium tidak beracun, ringan, berkekuatan tinggi dan memiliki biokompatibilitas yang sangat baik. Ini adalah bahan logam medis yang ideal dan dapat digunakan sebagai implan tubuh manusia. Saat ini Ti-6Al-4v masih banyak digunakan dalam bidang medis. paduan ELI. Namun, ion vanadium dan aluminium akan mengendap dalam jumlah yang sangat kecil, sehingga mengurangi kemampuan adaptasi selnya dan dapat membahayakan tubuh manusia. Masalah ini telah lama menarik perhatian luas di komunitas medis. Pada awal pertengahan-1980an, Amerika Serikat mulai mengembangkan paduan titanium biokompatibel bebas aluminium, bebas vanadium, untuk ortopedi. Jepang, Inggris dan negara-negara lain juga telah melakukan banyak penelitian di bidang ini dan telah membuat beberapa kemajuan baru. Misalnya, Jepang telah mengembangkan serangkaian paduan + titanium dengan biokompatibilitas yang sangat baik, termasuk Ti-15Zr-4Nb_4ta{{10}}.2Pd, Ti -15Zr-4Nb-aTa-0.2Pd-0.20~0,05N, Ti-15Sn-4Nb-2 Ta-0.2Pd dan Ti-15Sn-4nb-2Ta-0.2Pd-0.20. Kekuatan korosi, kekuatan lelah, dan ketahanan korosi dari paduan ini lebih baik dibandingkan Ti-6Al-4v ELI. Dibandingkan dengan paduan + titanium, paduan titanium memiliki kekuatan yang lebih tinggi, kinerja pemotongan dan ketangguhan yang lebih baik, dan lebih cocok untuk ditanamkan pada tubuh manusia. Di Amerika Serikat, lima paduan titanium telah direkomendasikan untuk bidang medis, yaitu TMZFTM (TI-12Mo-^Zr-2Fe), Ti-13Nb-13Zr , Waktu 21SRx (TI-15Mo-2.5Nb-0.2Si), Tiadyne 1610 (Ti-16Nb-9.5Hf) dan Ti{{51 }}Bu. Diperkirakan dalam waktu dekat, jenis paduan titanium dengan kekuatan tinggi, modulus elastisitas rendah, sifat mampu bentuk yang sangat baik, dan ketahanan terhadap korosi kemungkinan akan menggantikan paduan Ti-6Al-4V yang saat ini banyak digunakan di bidang medis. paduan ELI.
Dengan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang berkelanjutan serta perkembangan industri yang berkelanjutan, prospek penerapan paduan titanium akan semakin luas. Di satu sisi, penelitian tentang paduan titanium akan terus mendalam, dan lebih banyak paduan titanium baru akan dikembangkan untuk memenuhi kebutuhan berbagai bidang. Di sisi lain, teknologi manufaktur paduan titanium akan terus meningkat, meningkatkan efisiensi produksi, mengurangi biaya, dan mendorong pemasyarakatan serta penerapan paduan titanium.
