מבוא למוצר

סגסוגת טיטניום Ti55531 היא חומר המבוסס על -ביצועים גבוהים ליד- טיטניום- שפותחה בשיתוף פעולה בין ה-VSMPO של רוסיה ואיירבוס האירופית. ההרכב הכימי הסטנדרטי שלו הוא Ti-5Al-5Mo-5V-3Cr-1Zr. מערכת חומר זו כוללת חוזק מעולה ורמת סגסוגת, עם חוזק חישול המגיע עד 1080 MPa, וחוזק מתיחה העולה על 1500 MPa לאחר טיפול והתיישנות בתמיסה. הסגסוגת מדגימה יכולת התקשת מרווה יוצאת דופן, שומרת על חוזק גבוה תוך מתן עמידות מצוינת לצמיחת סדקים, מה שהופך אותה למתאימה במיוחד לייצור רכיבים נושאי עומס גדולים במגזר התעופה והחלל, כגון הצמדות מתלי כנפיים ומבני תמיכה בנחתות.

פרמטרים של מוצר

1. הרכב כימי.

טבלה 1 הרכב כימי של סגסוגת טיטניום Ti55531 (%, שבר מסה)
אֵלֵמֶנט	Fe	C	N	אל	מו	V	O	Zr	Cr	טי
תוֹכֶן	0.08	0.01	0.01	5.0	5.0	5.1	0.08	1.0	3.0	כמות שנותרה

2. מאפיינים מכניים תחת טמפרטורות שונות לטיפול בתמיסה ופרמטרי יישון.

טבלה 2 מאפיינים מכניים של סגסוגת טי-55531 טיטניום
מערכת טיפול בחום	חוזק מתיחה (MPa)	הַאֲרָכָה	קַשִׁיוּת(HV3)
780 מעלות /1h+600 מעלות /3h	1159.7	12.5%	332.5
800 מעלות /1h+600 מעלות /3h	1126.4	12.2%	328.8
820 מעלות /1h+600 מעלות /3h	1247.6	10.7%	337.1

3. מאפיינים מכניים בטיפול בתמיסה של 800 מעלות תחת פרמטרים שונים של טמפרטורת יישון.

טבלה 3 מאפיינים מכניים של סגסוגת טיטניום Ti-55531 ב-800 מעלות
מערכת טיפול בחום	חוזק מתיחה (MPa)	הַאֲרָכָה	קַשִׁיוּת(HV3)
800 מעלות /1h+540 מעלות /3h	1347.2	9.0%	332.5
800 מעלות /1h+560 מעלות /3h	1339.9	9.5%	330.7
800 מעלות /1h+580 מעלות /3h	1281.3	11.2%	336.5
800 מעלות /1h+600 מעלות /3h	1126.4	12.2%	328.8

פרטי המוצר

1. הכנת תהליך: מחממים את התבנית לטמפרטורה קבועה של 300 מעלות (עם שכבת בידוד אסבסט לסיוע באיזון תרמי), עם משך חימום מוקדם של 4-5 שעות; לפני העיבוד, רסס את פני השטח של סגסוגת טיטניום עם חומר סיכה בטמפרטורה גבוהה Ti-1 כדי למנוע ביעילות חמצון ופגמי פני השטח; להקים מנגנון תגובת חירום לחריגות בקרת טמפרטורה, כשלים בציוד ואירועים בלתי צפויים אחרים.
2. מבחן חישול: לאחר חישול אזור-חד-פאזי, בדרך כלל יש צורך לבצע חישול אזור-חד-פאזי כדי לקבל מבנה למלרי (מבנה וייס). לאחר החישול, חישול ב-795 מעלות למשך 4 שעות כדי להשיג את הבילט המחושל, ולחקור את ההשפעה של טיפול התיישנות תמיסה על בילטים מזויפים-רב כיוונים.
3. מחקר תהליך התיישנות: לאחר שהדגימה עוברת טיפול בתמיסה ב-800 מעלות למשך שעה אחת ולאחר מכן קירור מהיר, בצע טיפול יישון ב-540-600 מעלות למשך 180 דקות (קירור אוויר); תצורות פרמטר ספציפיות מוצגות בטבלה 4.

טבלה 4 פתרון-פרמטרים של בדיקת טיפול בהזדקנות
תנאי בדיקה	עֵרֶך
טמפרטורת תמיסה	780 מעלות, 800 מעלות, 820 מעלות
טמפרטורה רגישה-לזמן	540 מעלות, 560 מעלות, 580 מעלות, 600 מעלות

יישומי מוצר

סורגים מסגסוגת טיטניום Ti55531, בשל התכונות המכניות המקיפות המצוינות שלהם, הם בעלי חוזק סופי גבוה יותר בהשוואה לסגסוגות טיטניום ליד- (TB6, TB10 וכו') מסורתיות (TB6, TB10 וכו') ו-- דו-פאזיים (TC17, TC21 וכו'), מה שהופך אותם לחומר פוטנציאלי מרכזי במטוס{10} רכיבי עומס-. הם מתאימים במיוחד לייצור חלקים נושאי עומס קריטי- של מטוסים, כולל ציוד נחיתה של מטוסים, מערכות מסילת דש, מבני עור גוף וקורות ראשיות של כנפיים, בין שאר רכיבי הליבה. תכונות החומר הייחודיות שלהם מאפשרות להם לעמוד בדרישות המרובות של ציוד תעופה וחלל לחוזק גבוה, קשיחות גבוהה ויכולת ייצור טובה, מה שהופך אותם לחומר מבני הכרחי בתעשיות תעופה וחלל מודרניות. ראה איור 1.