Bubuk TiAl3

Serbuk TiAl3 adalah senyawa intermetalik yang terdiri dari titanium dan aluminium. Ringan, tahan oksidasi dan tahan terhadap suhu tinggi. Hal ini membuatnya cocok untuk digunakan dalam aplikasi kedirgantaraan, otomotif, energi, dan aplikasi berkinerja tinggi lainnya.

Beberapa sifat dan karakteristik utama bubuk TiAl3:

Sifat dan Karakteristik Serbuk TiAl3

Serbuk TiAl3 dapat diproduksi melalui berbagai metode termasuk atomisasi gas, proses elektroda berputar plasma (PREP), dan paduan mekanis. Ukuran serbuk, morfologi, komposisi, struktur mikro, dan sifat lainnya tergantung pada metode produksi.

Kandungan titanium biasanya berada pada kisaran 55-65 wt% dan aluminium membentuk keseimbangan. Sejumlah kecil kromium, niobium, karbon, atau oksigen dapat hadir hingga maksimum 1%. Rasio Ti:Al dapat disesuaikan untuk mengoptimalkan properti.

Sifat Serbuk TiAl3

Sifat-sifat utama termasuk kepadatan rendah dibandingkan dengan paduan titanium, titik leleh yang tinggi, konduktivitas termal moderat, dan retensi kekuatan dan kekakuan pada suhu tinggi.

Karakteristik Serbuk TiAl3

Serbuk TiAl3 memiliki morfologi bulat dengan permukaan halus, aliran yang baik dan karakteristik pengepakan. Ini memiliki oksigen dan nitrogen rendah untuk menghindari penggetasan.

Aplikasi Bubuk TiAl3

Beberapa aplikasi utama yang memanfaatkan sifat-sifat TiAl3 antara lain:

Aplikasi Serbuk TiAl3 dalam Manufaktur Aditif

• Serbuk TiAl3 digunakan dalam proses fusi unggun serbuk seperti peleburan laser selektif (SLM) dan peleburan berkas elektron (EBM) untuk membuat komponen titanium aluminida yang kompleks untuk kedirgantaraan dan otomotif.
• Ini memiliki reaktivitas yang lebih rendah dan kemampuan cetak yang lebih mudah dibandingkan dengan Ti6Al4V di tempat tidur serbuk AM. Bagian TiAl3 memiliki struktur mikro yang halus dan sifat mekanik yang sebanding dengan paduan cor dan tempa.
• AM dengan TiAl3 memungkinkan desain yang lebih ringan, jumlah komponen yang lebih sedikit, dan konsolidasi rakitan untuk bilah turbin, roda turbocharger, komponen knalpot, dll.

Aplikasi Bubuk TiAl3 dalam Semprotan Termal

• Lapisan semprotan termal dari bubuk TiAl3 memberikan ketahanan oksidasi dan korosi pada suhu tinggi pada bilah turbin, baling-baling, kaleng pembakaran, dll.
• Ini memiliki kemampuan suhu yang lebih baik daripada paduan nikel dan pelapis titanium. Pelapis TiAl3 dapat beroperasi pada suhu 700-900°C.
• Pelapisan diaplikasikan melalui semprotan plasma, bahan bakar oksi kecepatan tinggi (HVOF), atau proses semprotan hangat. Ketebalan lapisan yang umum adalah 150-500 mikron.

Aplikasi Serbuk TiAl3 dalam Pelapis Laser

• Serbuk TiAl3 dapat dilapisi laser pada substrat paduan titanium atau nikel untuk membentuk lapisan paduan permukaan pelindung.
• Lapisan yang dilapisi memberikan peningkatan kekuatan suhu tinggi, ketahanan oksidasi, dan ketahanan aus.
• Pelapis laser digunakan pada mesin jet dan komponen turbin darat yang terpapar kondisi korosi panas.

Spesifikasi Bubuk TiAl3

Serbuk TiAl3 tersedia dalam beberapa kelas standar yang sesuai dengan spesifikasi seperti:

Komposisi Serbuk TiAl3

Komposisi umum didasarkan pada kandungan titanium seperti Ti-45Al, Ti-55Al atau Ti-62Al yang mewakili persentase berat titanium. Sejumlah kecil kromium atau niobium mungkin ada.

Distribusi Ukuran Partikel Serbuk TiAl3

Distribusi ukuran tipikal untuk proses AM berpusat di sekitar 22-45 μm dengan denda minimum di bawah 22 μm. Ukuran yang lebih besar hingga 150 μm digunakan untuk semprotan termal.

Standar Serbuk TiAl3

• ASTM B821 - Standar untuk Pembuatan Serbuk dan Kompak Paduan Tahan Api melalui Teknik Plasma
• AMS 4982 - Bahan Habis Pakai Serbuk, Titanium Aluminida, Plasma Diatomisasi
• AMS 7008 - Serbuk Paduan Titanium Aluminida untuk Pelapis Semprot Termal

Pembuatan, pengambilan sampel, pengujian, dan penerimaan serbuk mengikuti standar industri untuk paduan tahan api dan aluminida titanium.

Serbuk TiAl3 memiliki beberapa kelebihan dan kekurangan dibandingkan dengan serbuk lain yang biasa digunakan:

Perbandingan Serbuk TiAl3 dengan Serbuk Lainnya

• TiAl3 memiliki kekuatan yang lebih tinggi daripada paduan titanium seperti Ti6Al4V pada suhu di atas 600 ° C
• Menawarkan ketahanan oksidasi yang lebih baik dibandingkan dengan paduan titanium dan aluminium
• Lebih mahal dari paduan titanium karena kandungan aluminium yang tinggi
• Tidak mudah dikerjakan atau dibentuk seperti paduan titanium pada suhu kamar
• Paling cocok untuk aplikasi struktural suhu tinggi

Dengan memahami di mana TiAl3 mengungguli atau berkinerja buruk dibandingkan dengan sistem paduan lainnya, aplikasi yang ideal dapat diidentifikasi untuk meningkatkan keunggulannya.

Pemasok Bubuk TiAl3

Bubuk TiAl3 tersedia secara komersial dari sejumlah pemasok di seluruh dunia. Beberapa produsen utama adalah:

Produsen Bubuk TiAl3

Harga Bubuk TiAl3

Harga tergantung pada volume pembelian, tingkat kemurnian, distribusi ukuran partikel, dan morfologi. Komposisi paduan khusus juga dimungkinkan tetapi lebih mahal.

Pertanyaan Umum

T: Metode apa yang dapat digunakan untuk memproduksi bubuk TiAl3?

J: Metode produksi utama yaitu atomisasi gas, proses elektroda berputar plasma, dan paduan mekanis. Tiap metode menghasilkan karakteristik serbuk yang berbeda-beda, yang sesuai untuk aplikasi yang berbeda-beda.

T: Apakah TiAl3 kompatibel dengan paduan titanium?

J: TiAl3 memiliki kelarutan padat yang sangat terbatas dalam paduan titanium seperti Ti6Al4V. Tidak disarankan untuk mencampur bubuk TiAl3 dengan bubuk paduan titanium karena pembentukan fase intermetalik yang rapuh.

T: Elemen paduan apa yang dapat ditambahkan ke TiAl3?

J: Unsur-unsur seperti Nb, Cr, Ni, Cu telah dipadukan dengan TiAl3 untuk memodifikasi struktur mikro dan sifat mekanik. Namun, paduan yang berlebihan dapat berdampak negatif pada ketahanan oksidasi.

T: Apa perbedaan antara PREP dan bubuk TiAl3 yang dikabutkan dengan gas?

J: Serbuk PREP memiliki partikel bulat halus yang ideal untuk pembuatan aditif sedangkan bubuk yang dikabutkan dengan gas memiliki partikel yang sedikit lebih kasar dan lebih hemat biaya yang cocok untuk pengepresan dan sintering.

T: Tindakan pencegahan apa yang harus dilakukan saat menangani bubuk TiAl3?

J: Serbuk TiAl3 mudah terbakar dan rentan terhadap oksidasi. APD yang tepat harus dipakai dan penanganan harus dilakukan di bawah atmosfer lembam untuk mencegah kontaminasi. Paparan kelembaban dan oksigen menurunkan kualitas bubuk.

Kesimpulan

Singkatnya, TiAl3 adalah bahan intermetalik suhu tinggi yang penting yang tersedia dalam bentuk bubuk untuk berbagai aplikasi. Sifat-sifatnya seperti kepadatan rendah, kekuatan, dan ketahanan oksidasi pada suhu tinggi membuatnya cocok untuk industri kedirgantaraan, otomotif, dan energi. Penanganan, penyimpanan, dan pengujian bubuk yang tepat sangat penting untuk mencapai sifat bagian akhir. TiAl3 menawarkan keunggulan dibandingkan paduan titanium konvensional untuk kasus penggunaan struktural suhu tinggi meskipun ada beberapa keterbatasan dalam kemampuan mesin dan keuletan suhu kamar. Penelitian yang sedang berlangsung bertujuan untuk lebih meningkatkan material dengan penambahan paduan dan teknik pemrosesan yang inovatif.