Ti22Al25Nb 粉末

Ti22Al25Nb 粉末是一种由钛(Ti)、铝(Al)和铌(Nb)组成的创新合金粉末。这种独特的组合具有优异的性能,因此在各行各业都备受青睐。从航空航天到医疗和能源领域,Ti22Al25Nb 粉末都有可能重新定义材料性能并开辟新天地。

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目录

Ti22Al25Nb 粉末概述

Ti22Al25Nb 属于钛铝合金,具有高比强度、良好的抗蠕变性、抗氧化性和耐极端温度等诱人特性。钛和铝的比例接近等原子,在高温条件下可实现轻质、高强度和耐环境性的均衡组合。

Ti22Al25Nb 粉末的主要特性包括

  • 极高的比强度(强度重量比)
  • 优异的高温机械性能
  • 良好的蠕变和疲劳强度
  • 密度低于镍基和铁基超级合金
  • 出色的耐腐蚀性

在高温条件下,Ti22Al25Nb 粉末已成为航空航天、汽车和其他高性能应用中减轻重量和提高效率的绝佳选择。

Ti22Al25Nb 粉末的成分

Ti22Al25Nb 粉末的标称成分如下:

要素 重量 %
钛 (Ti) 22%
铝 (Al) 25%
铌 (Nb) 5-10%
钒 (V) 0-5%
铬 (Cr) 0-2%
碳 (C) 0-0.2%
氧气 (O) 0-0.2%

Ti22Al25Nb 粉末

铌和钒等强化元素的含量可以改变,以优化机械性能。碳和氧的杂质含量降至最低。

Ti22Al25Nb 粉末的特性

Ti22Al25Nb 粉末的主要特性包括

物业 价值
密度 3.7-3.9 克/立方厘米
熔点 1350-1450°C
导热性 16-22 W/mK
电阻率 1.7 μΩ.cm
杨氏模量 160-180 GPa
泊松比 0.32-0.34
拉伸强度 500-900 兆帕
屈服强度 400-600 兆帕
伸长率 1-4%
蠕变强度 150-300 兆帕
抗氧化性 性能卓越,最高可达 800°C

 

高强度、低密度和耐温性等特性使其非常适合用于需要减轻重量的关键航空航天部件。

Ti22Al25Nb 粉末的生产方法

Ti22Al25Nb粉末可通过以下方法生产:

  • 气体雾化 - 高压惰性气体喷射用于雾化熔融合金,从而产生理想的球形粉末,用于 AM。
  • 等离子旋转电极工艺(PREP) - 快速旋转的熔融金属通过离心力分解成细小液滴,产生球形粉末。
  • 机械合金化 - 高能球磨元素/预合金粉末,然后进行退火和二次雾化。

通过气体雾化和预处理,可以很好地控制粉末特性,如粒度分布、形态和微洁净度。

Ti22Al25Nb 粉末的应用

Ti22Al25Nb粉末用于:

  • 快速成型制造 - 选择性激光熔融技术可生产复杂的轻质部件,如用于航空航天和汽车的支架、机翼和叶轮。
  • 热喷涂涂层 - 通过等离子或 HVOF 喷涂为高温下的涡轮增压器叶片和航空航天部件提供耐磨/耐腐蚀性能。
  • 金属注射成型 - 制造小型、复杂的网状零件,如涡轮叶片,需要高达 800°C 的高比强度。
  • 粉末冶金 - 通过压制和烧结制造连杆等低密度、高强度零件。

Ti22Al25Nb 粉末的规格

Ti22Al25Nb 粉末有各种尺寸范围、形状和纯度级别:

  • 颗粒大小: AM 方法的最大尺寸为 15-45 μm,热喷涂工艺的最大尺寸为 100 μm。
  • 形态学: 接近球形的粉末形态提供了最佳的流动性和堆积密度。
  • 纯净: 根据杂质限制和工艺要求,从商业纯度到高纯度。
  • 含氧量: 在大多数应用中保持低于 2000 ppm 的水平。
  • 流动性 粉末定制,流速可达 25 秒/50 克以上。

Ti22Al25Nb 粉末全球供应商

全球一些主要的 Ti22Al25Nb 粉末供应商包括

  • AP&C (加拿大)
  • TLS Technik(德国)
  • 山特维克Osprey(英国)
  • 泰克纳(加拿大)
  • ECKA 颗粒(德国)
  • 钛粉(俄罗斯)

这些公司生产各种等级的 Ti22Al25Nb 粉末,专门用于快速成型制造、热喷涂、粉末冶金和其他应用。

Ti22Al25Nb 粉末的定价

Ti22Al25Nb 粉末的价格高于钢和镍合金:

  • 数量 - 500 公斤以上的批量订单每公斤 $100-150。小批量订单价格要高得多。
  • 质量 - 在严格控制的条件下,采用先进工艺生产的高纯度球形粉末需要溢价。
  • 供应商 - 与小型制造商相比,全球大型供应商的产量更高,因此具有成本优势。
  • 地理 - 价格因地区而异,与亚洲相比,欧洲和北美市场的价格较高。

对于关键应用,买家在采购 Ti22Al25Nb 粉末时应注重质量而非最低成本。

Ti22Al25Nb 粉末的储存和处理

Ti22Al25Nb 粉末需要小心储存和处理:

  • 应在氩气等惰性气体环境下密封保存,以防氧化
  • 避免积聚细粉末,以尽量减少粉尘爆炸的风险
  • 在粉末处理过程中使用适当的个人防护设备、通风、接地和安全措施
  • 由于存在易燃性危险,应防止粉末与火源接触
  • 遵循供应商 SDS 中适用的安全指南

处理这种高活性合金粉末时应小心谨慎。

Ti22Al25Nb 粉末的检验和测试

对 Ti22Al25Nb 粉末进行的关键质量控制测试:

  • 使用 ICP-OES 或 XRF 进行化学分析,确保成分符合规格要求
  • 根据 ASTM B822 标准使用激光衍射法进行粒度分布
  • 通过扫描电子显微镜成像进行形态分析
  • 使用霍尔流量计测量粉末流速,符合 ASTM B213 标准
  • 用氦气比重法测定密度
  • 通过惰性气体熔融或 ICP-MS 进行杂质分析
  • 通过 X 射线衍射表征微观结构

彻底的测试可确保批次一致性和粉末质量,以满足预期应用的要求。

Ti22Al25Nb 和 Inconel 718 粉末的比较

Ti22Al25Nb 和 Inconel 718 粉末的比较:

参数 Ti22Al25Nb 铬镍铁合金 718
密度 3.7-3.9 克/立方厘米 8.2 克/立方厘米
高温强度 可比性 可比性
抗氧化性 更好 良好
费用 更高 较低
可加工性 贫穷 优秀
应用 航空航天组件 航空航天、汽车
可用性 中度 随时可用

 

与铬镍铁合金 718 相比,Ti22Al25Nb 可减轻重量。但铝钛粉的加工性较差,成本较高。

Ti22Al25Nb 粉末常见问题解答

问:Ti22Al25Nb 粉末是如何生产的?

答:Ti22Al25Nb 粉末是通过气体雾化、等离子旋转电极工艺和机械合金化,然后退火和二次雾化进行商业化生产的。

问:Ti22Al25Nb 粉末的主要用途是什么?

答:主要应用包括增材制造、热喷涂涂层、金属注射成型和粉末冶金,用于制造需要耐高温的轻质结构件。

问:AM 的典型粒度是多少?

答:对于大多数金属 AM 工艺而言,理想的 Ti22Al25Nb 粉末尺寸范围为 15-45 微米,具有高纯度、球形形态和良好的粉末流动性。

问:Ti22Al25Nb 粉末是否需要特殊的处理预防措施?

答:是的,它具有高反应性,需要在惰性气氛下小心处理,使用通风、接地和个人防护设备,以防止火灾或爆炸危险。

问:在哪里可以买到航空航天用 Ti22Al25Nb 粉末?

答:对于需要轻质高强度的航空航天零件,可从 AP&C、TLS Technik、Sandvik Osprey 和 Tekna 等领先制造商处采购 Ti22Al25Nb 粉末。

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