Classificazione delle leghe di titanio e confronto tra i comuni gradi di titanio e leghe di titanio

In Cina, lo schema di denominazione dei materiali in lega di titanio è solitamente suddiviso in tre categorie:

·         le leghe di titanio di tipo - (inclusa una lega quasi di tipo -) sono designate con TA

·         le leghe di titanio di tipo - (inclusa una lega quasi di tipo) sono designate con TB

·         + -le leghe di titanio di tipo sono designate con TC

①Gli elementi che stabilizzano la fase e aumentano la temperatura di transizione di fase sono elementi stabili, come alluminio, carbonio, ossigeno e azoto. L'alluminio è il principale elemento legante delle leghe di titanio, che ha un notevole effetto sul miglioramento della resistenza della lega di titanio a temperatura ambiente e ad alte temperature, riducendo il peso specifico e aumentando il modulo elastico.

②Gli elementi che stabilizzano la fase e riducono le temperature di transizione di fase sono classificati come elementi stabili, che possono essere suddivisi in tipo isomorfo e tipo eutettoide. I tipi isomorfi contengono molibdeno, niobio, vanadio ecc., mentre i tipi eutettoidi contengono elementi come cromo, manganese, rame, ferro, silicio, ecc.

③Gli elementi con scarso effetto sulla temperatura di transizione di fase sono classificati come elementi di lega neutri, come zirconio e stagno.

I gradi comuni delle leghe di titanio vengono confrontati con i codici UNS come segue

Ossigeno, azoto, carbonio e idrogeno sono le principali impurità nelle leghe di titanio. L'ossigeno e l'azoto hanno un'elevata solubilità in fase, che può rafforzare significativamente la lega di titanio, ma ne diminuisce la plasticità. Il contenuto di ossigeno e azoto nel titanio è generalmente definito inferiore a {{0}},15 ~ 0,2% e 0,04 ~ 0,05%, rispettivamente.

La solubilità dell'idrogeno nella fase è molto piccola e troppo idrogeno disciolto nelle leghe di titanio produrrà idruro, rendendo la lega fragile. Di solito, il contenuto di idrogeno nelle leghe di titanio è controllato al di sotto dello 0,015%. La dissoluzione dell'idrogeno nel titanio è reversibile e può essere rimossa mediante ricottura sotto vuoto.

Standard americano gradi 1~38 rispetto al codice UNS

La composizione della lega di titanio più comunemente utilizzata è Ti-6Al-4V, che secondo lo standard americano è Grado 5 e secondo la denominazione cinese TC4. Nel 1994 lo standard nazionale GB/T3620.1-2007 è stato aggiornato e sono stati rimossi 2 gradi di titanio e sono stati aggiunti 54 nuovi gradi. Il nuovo numero totale di gradi di titanio e leghe di titanio è 76.

Dopo lo sviluppo del materiale degli ultimi tre "piani quinquennali", ha iniziato a prendere forma una nuova generazione di materiale in lega di titanio per la struttura portante degli aerei con caratteristiche sviluppate in Cina. La lega di titanio TC4-DT, a resistenza media e con elevata tolleranza ai danni, sviluppata in modo indipendente in Cina, ha la stessa composizione nominale della TC4, ma il contenuto di ossigeno è ridotto e la resistenza alla frattura è migliorata.

Sono stati ampiamente utilizzati anche nuovi materiali come Ti45NB (materiale in filo), TA18 (materiale per tubi), TB8 (materiale in lamiera, materiale in filo, forgiati) e TC21 (forgiati). Combinando l'attuale TC1/TC2 (piastra GR1 / GR2), TC4 (GR5) (forgiati, piastre, fili) e la lega di titanio fuso ZTC4, un set completo di materiali a bassa resistenza e alta plasticità, media resistenza e alta plasticità , sono state formate lega di titanio ad alta resistenza ed elevata plasticità, lega di titanio ad altissima resistenza e lega di titanio colato.