Componentes de defensa aeroespacial de alta resistencia TC4
El encanto de la aleación de titanio con otros metales
| Propiedad |
Las demás partidas del acero y sus derivados |
Leguras de aluminio (6061) |
Acero inoxidable (316L) |
El cobre (C36000) |
| Densidad (g/cm3) |
4.43 |
2.70 |
8.00 |
8.50 |
| Fuerza de tensión (MPa) |
Las demás: |
276 |
515 |
310 |
| Proporción de resistencia/peso |
El máximo ((215 MPa·cm3/g) |
Mediano (102 MPa · cm 3/g) |
Baja (64 MPa · cm 3/g) |
Se aplicarán las siguientes medidas: |
| Resistencia a la corrosión |
Muy fuerte. |
Mediano (que requiere anodización) |
Fuertes (resistentes a la corrosión general) |
Débil (fácilmente oxidado) |
| Resistencia máxima a la temperatura (° C) |
Entre 400 y 500 |
150 a 200 |
800 |
200 |
| Conductividad térmica (W/m · K) |
6.7 |
167 |
16.2 |
120 |
| Biocompatibilidad |
Excelente (implantado médico) |
No |
Moderado (para algunos propósitos médicos) |
No |
| Dificultad de procesamiento |
Extremadamente alto (fácil de pegarse a los cuchillos, acumulación de calor) |
Bajo (fácil de cortar) |
Mediano (requiere herramientas especializadas) |
Baja (alta maquinabilidad) |
Descripción detallada de las ventajas
1. La resistencia de la alta resistencia a la relación de peso
La aleación de titanio es cercana a la del acero (como el Ti-6Al-4V con una resistencia a la tracción de 1186 MPa), pero su densidad es sólo del 57% del acero.La sustitución del acero por aleación de titanio puede reducir el peso en un 30-50% manteniendo la misma capacidad de carga y reduciendo significativamente el consumo de combustible
2Resistencia a la corrosión en ambientes extremos
La aleación de titanio no presenta casi ninguna corrosión en el agua de mar y los ambientes de iones de cloruro (por ejemplo, la vida útil de los ejes de las hélices de los buques puede alcanzar más de 20 años),Mientras que el acero inoxidable 316L todavía puede experimentar corrosión por agujeros en inmersión en agua de mar a largo plazoEn la industria médica, los implantes de titanio no tienen riesgo de precipitación de iones en el cuerpo humano, mientras que el acero inoxidable requiere un tratamiento de pasivación superficial.
3Estabilidad.
A 400-500 ° C, las aleaciones de titanio pueden mantener aún más del 80% de resistencia, mientras que las aleaciones de aluminio se han ablandado severamente a esta temperatura (dejar sólo el 30% de resistencia).las palas del compresor de un motor a reacción están hechas de aleación de titanio, que puede resistir el impacto sostenido del flujo de aire a alta temperatura.
4Biocompatibilidad y propiedades no magnéticas
La aleación de titanio es el único metal que puede implantarse en el cuerpo humano durante mucho tiempo (como tornillos óseos e implantes dentales), y no es magnética, adecuada para partes internas de equipos de resonancia magnética.Por el contrario, el acero inoxidable puede interferir con los campos magnéticos y plantear un riesgo de alergia al níquel.
Comparación de escenarios de aplicación típicos
| Industria |
Aplicaciones típicas de la aleación de titanio |
Limitaciones de los materiales alternativos |
| El EADS |
Las hojas del motor, los componentes estructurales del fuselaje |
La resistencia insuficiente de la aleación de aluminio y el exceso de peso del acero |
| Tratamiento médico |
Sistema de fijación artificial de las articulaciones y del cráneo |
Poca biocompatibilidad del acero inoxidable |
| El buque |
Concha y válvula del detector de aguas profundas |
Resistencia a la corrosión insuficiente del latón |
| Automático |
Enlace de carreras, resorte de suspensión |
Performance insuficiente de la aleación de aluminio a altas temperaturas |
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