Bubuk paduan titanium molibdenum meningkatkan kekuatan suhu tinggi dan ketahanan mulur untuk desain ruang angkasa yang ringan. Panduan ini mengulas komposisi serbuk paduan TiMo, karakteristik utama, metode produksi, aplikasi yang sesuai, spesifikasi, pertimbangan pembelian, perbandingan pemasok, dan pro/kontra.
Bubuk paduan titanium molibdenum Komposisi khas
| Kelas Paduan | Titanium (%) | Molibdenum (%) |
|---|---|---|
| Ti-6Al-7Nb (IMI 550) | Keseimbangan | 7% |
| Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si | Keseimbangan | 15% |
| Ti-11.5Mo-6Zr-4.5Sn (Ti-11) | Keseimbangan | 11.5% |
| Ti-15Mo-5Zr-3Al | Keseimbangan | 15% |
Tingkat molibdenum antara 7% dan 15% efektif untuk penguatan suhu tinggi. Unsur-unsur lain seperti niobium, zirkonium, dan timah semakin meningkatkan sifat mulur.
Karakteristik dan Properti
| Atribut | Detail |
|---|---|
| Bentuk partikel | Bulat dari atomisasi gas inert |
| Oksigen ppm | Di bawah 500 ppm |
| Kepadatan khas | 4,5 g/cc |
| Konduktivitas termal | 4-6 W/mK |
| Kekuatan suhu tinggi | 100 MPa pada suhu 500°C |
| Ketahanan korosi | Membentuk film TiO2 pelindung |
Sifat partikulat, kandungan oksigen yang rendah, dan komposisi yang disesuaikan sesuai dengan bubuk paduan untuk pembuatan aditif atau sintering komponen berkinerja tinggi.
Metode Produksi
| Metode | Deskripsi Proses |
|---|---|
| Atomisasi gas | Gas inert menghancurkan aliran paduan cair menjadi bubuk |
| Atomisasi plasma | Sangat bersih tetapi keluaran bubuk lebih rendah vs atomisasi gas |
| PREP | Spheroidisasi serbuk yang ada dengan peleburan ulang |
| Hidrida-dehidrida | Perantara TiH2 yang rapuh untuk kominusi |
Atomisasi plasma dan gas menawarkan kualitas terbaik namun lebih mahal dibandingkan rute sekunder seperti PREP dan HDH.
Aplikasi Bubuk Paduan TiMo
| Industri | Contoh Komponen |
|---|---|
| Dirgantara | Bilah turbin, selubung, roda pendaratan |
| Pembangkit listrik | Penukar panas, perpipaan uap |
| Pemrosesan kimia | Bioreaktor, bejana reaksi |
| Kelautan | Poros baling-baling, kubah sonar |
| Pengeboran minyak dan gas | Alat dan poros sumur panas bumi |
Kombinasi kekuatan tinggi, bobot rendah, dan ketahanan korosi sesuai dengan paduan TiMo dengan lingkungan yang menuntut seperti mesin pesawat terbang atau pengeboran lepas pantai.
Spesifikasi
| Standar | Nilai yang Dicakup |
|---|---|
| ASTM B862 | Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0.8Mo |
| ASTM B348 | Batangan dan billet paduan titanium dan titanium |
| TUJUAN 04-18 | Standar untuk komponen titanium AM |
AMPM (American Powder Metallurgy) Institute, IPS (International Powder Metallurgy Standards Organization) juga mencakup berbagai nilai Ti.
Pemasok Global dan Kisaran Harga
| Perusahaan | Waktu Pimpin | Harga |
|---|---|---|
| TLS Technik | 16 minggu | $300 - $900/kg |
| Sandvik | 12 minggu | $350 - $1000/kg |
| Peralatan Atlantik | 14 minggu | $320 - $850 / kg |
Harga untuk batch 100+ kg. Premium untuk oksigen rendah dan bubuk bulat. Jumlah yang lebih besar di atas 500 kg menawarkan diskon 20%+.
Pros vs kontra
| Keuntungan | Tantangan |
|---|---|
| Kekuatan suhu tinggi yang sangat baik | Biaya bahan baku yang tinggi |
| Tahan korosi di banyak lingkungan | Waktu tunggu yang lebih lama untuk paduan khusus |
| Fleksibilitas desain paduan khusus | Rantai pasokan global yang terbatas saat ini |
| Kompatibel dengan metode AM bubuk | Pasca-pemrosesan sering kali diperlukan setelah AM |
| Ketahanan mulur yang sangat baik | Persyaratan ketat tentang oksigen/nitrogen |
Serbuk TiMo memungkinkan desain komponen baru dan konstruksi yang ringan, tetapi menggunakan paduan titanium menimbulkan tantangan pembuatan dan penanganan serbuk yang unik.
PERTANYAAN YANG SERING DIAJUKAN
Kisaran ukuran partikel apa yang optimal untuk pencetakan 3D binder jet?
Sekitar 30 hingga 50 mikron memfasilitasi kepadatan lapisan serbuk yang lebih tinggi dan saturasi cairan yang efisien yang diperlukan untuk mengikat lapisan dengan benar. Serbuk yang terlalu halus akan mengganggu performa.
Apa yang menyebabkan kontaminasi selama atomisasi gas paduan Ti?
Pengambilan oksigen dari kebocoran udara akan menurunkan kemurnian bubuk sehingga diperlukan kontrol proses yang ketat. Bahan perpisahan tungku dan cawan lebur adalah sumber kontaminasi lain yang membutuhkan bahan habis pakai dengan kemurnian tinggi.
Mengapa kandungan Mo yang tinggi sulit dicapai dalam paduan berbasis Ti?
Kehilangan penguapan molibdenum yang berlebihan terjadi di atas level 25% selama peleburan induksi vakum dan langkah-langkah peleburan ulang berikutnya. Langkah-langkah mitigasi termasuk menutup kolam peleburan atau menggunakan teknik wadah dingin.
Bagaimana seharusnya bubuk titanium disimpan?
Di dalam wadah tertutup di bawah gas penutup lembam atau vakum. Ditangani dan disimpan untuk mencegah penyerapan air yang menyebabkan kerusakan dan pengotor osyggen atau nitrogen yang tinggi.
Apa saja cacat yang umum terjadi ketika mencetak paduan titanium AM?
Porositas dari atom gas yang terperangkap, kurangnya cacat fusi, retak tegangan sisa, serbuk yang tidak terpakai yang terperangkap di dalam volume tertutup. Memerlukan penghitungan optimalisasi parameter terintegrasi untuk strategi pemindaian, masukan energi, dll.
Kesimpulan
Singkatnya, Bubuk paduan titanium molibdenum memberikan sifat suhu tinggi yang disesuaikan dan ketahanan korosi yang penting untuk memproduksi komponen generasi berikutnya di seluruh industri kedirgantaraan, energi, dan industri lain yang menuntut melalui metalurgi serbuk atau manufaktur aditif.