פיתוח ויישום של סגסוגות טיטניום

סגסוגת טיטניום, עם תכונותיה הפיזיקליות והכימיות הייחודיות, הפכה לחומר הכרחי בתחומים רבים כגון תעופה, תעופה וחלל, רכב, כימיקלים ורפואה. מסגסוגות הטיטניום הראשוניות בטמפרטורה גבוהה ועד סגסוגות הטיטניום הרפואיות של ימינו, הפיתוח והיישום של סגסוגות טיטניום ממשיכים ליצור פריצות דרך חדשות.
I. פריצות דרך בסגסוגות טיטניום בטמפרטורה גבוהה
סגסוגת הטיטניום הראשונה בעולם שפותחה בהצלחה בטמפרטורה גבוהה היא Ti-6Al-4V, שניתן להשתמש בה בטמפרטורות של עד 300-350 מעלות. לאחר מכן, עם התקדמות הטכנולוגיה, הוצגו סגסוגות טיטניום בטמפרטורה גבוהה יותר, כגון IMI550, BT3-1 וסגסוגות אחרות המשתמשות בטמפרטורה של עד 400 מעלות, בעוד IMI679, IMI685, Ti-6246, Ti{ {10}} וסגסוגות אחרות יכולות להיות בטמפרטורה גבוהה של 450-500 מעלות ובעבודה יציבה. נכון לעכשיו, סגסוגות טיטניום חדשות בטמפרטורה גבוהה שהוחלו על מנועי מטוסים כוללות סגסוגות IMI829 ו-IMI834 של בריטניה, סגסוגות Ti-1100 של ארצות הברית וסגסוגות BT18Y ו-BT36 של רוסיה.
על מנת לשפר עוד יותר את השימוש בטמפרטורת סגסוגת טיטניום, מדינות זרות משתמשות באופן פעיל בטכנולוגיית מיצוק מהיר / אבקת מתכות, חומרים מרוכבים מחוזקים בסיבים או חלקיקים וטכנולוגיות חדשות אחרות כדי לפתח סגסוגות טיטניום שיכולות לעבוד בטמפרטורות גבוהות מעל 650 מעלות. לדוגמה, חברת מקדונל דאגלס האמריקאית פיתחה בהצלחה סגסוגת טיטניום בטוהר גבוה וצפיפות גבוהה תוך שימוש בטכנולוגיית התמצקות/מטאלורגיית אבקה מהירה, שעדיין שומרת על חוזק מעולה ב-760 מעלות.

שנית, עלייתה של סגסוגת טיטניום על בסיס תרכובת אלומיניום טיטניום
סגסוגות טיטניום על בסיס תרכובת אלומיניום טיטניום, כגון תרכובות בין-מתכתיות Ti3Al (2) ו-TiAl (), עם ביצועי הטמפרטורות הגבוהות, עמידות החמצון, עמידות לזחילה ומשקל קל וכו', כדי להפוך לעתיד של מנועי אוויר וכלי טיס רכיבים מבניים חומרים תחרותיים. נכון לעכשיו, קיימות סגסוגות טיטניום מבוססות Ti3Al כגון Ti-21Nb-14Al ו-Ti-24Al-14Nb-#v-0.5Mo, אשר החלו בייצור המוני בארצות הברית. וסגסוגות טיטניום המבוססות על TiAl ( ), כגון TAL-(1-10)M (at.%), זכו גם לתשומת לב נרחבת בגלל התכונות הייחודיות שלהן.
שלישית, הפיתוח של סגסוגת טיטניום מסוג
סגסוגות טיטניום מסוג מאופיינות בביצועי עיבוד טובים בחום ובקור, פרזול קל, גלגול וריתוך, והן חומרים חשובים בתעופה וחלל, רכב ותחומים אחרים. סגסוגות טיטניום מסוג נציג כוללות Ti1023, Ti153, 21S וכו ', אשר לא רק בעלות תכונות מכניות מצוינות ועמידות סביבתית, אלא גם בעלות חוזק גבוה, קשיחות גבוהה ומאפיינים אחרים.
רביעית, החידוש של סגסוגת טיטניום רפואית
טיטניום אינו רעיל, קל משקל, חוזק גבוה ובעל תאימות ביולוגית מעולה, זהו חומר מתכת אידיאלי לשימוש רפואי. נכון לעכשיו, סגסוגת Ti-6Al-4v ELI נמצאת בשימוש נרחב בתחום הרפואי, אך משקעים אפשריים שלה של יוני ונדיום ואלומיניום על גוף האדם עלולים לגרום נזק עוררה דאגה של הקהילה הרפואית . מסיבה זו, סגסוגות טיטניום ללא אלומיניום, ללא ונדיום, תואמות ביולוגיות מפותחות באופן פעיל. לדוגמה, יפן פיתחה סדרה של + סגסוגות טיטניום וסגסוגות טיטניום עם תאימות ביולוגית מעולה, הצפויות להחליף בעתיד סגסוגות Ti-6Al-4V ELI ולהפוך לחומרים המרכזיים עבור שתלים רפואיים .