संयुक्त राज्य अमेरिका, ब्रिटेन और रूस में उच्च तापमान मिश्र धातुओं के विकास का अवलोकन

1.1 संयुक्त राज्य अमेरिका में उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र के विकास का अवलोकन

1954 में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने दुनिया का पहला उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र धातु विकसित की: TC4 (नाममात्र रचना ti -6 al -4 v), जिसने उच्च-तापमान टाइटेनियम मिश्र धातुओं की अनुसंधान प्रक्रिया को खोला। उसके बाद, TC4 के आधार पर कई अन्य उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र विकसित किए गए और शोध किए गए। TC4 मिश्र धातु जोड़ता है -स्टैबिलाइजिंग तत्व Al और -Stabilizing Element V को टाइटेनियम मैट्रिक्स में, और एक माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त करता है जिसमें चरण और चरण सह -अस्तित्व होता है। इसमें अच्छे यांत्रिक गुण और उच्च तापमान प्रतिरोध और अन्य व्यापक गुण हैं, और इसका उपयोग संरचनात्मक घटकों और उच्च-तापमान प्रतिरोधी घटकों में किया जाता है। TC4 का अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 350 डिग्री है। बाद के विकास में, विमानन क्षेत्र में सामग्रियों के लिए तेजी से उच्च आवश्यकताओं के कारण, TC4 के प्रदर्शन के नुकसान: अपर्याप्त गर्मी प्रतिरोध, खराब ठंड कार्य क्षमता, जटिल तैयारी प्रक्रिया, खराब कठोरता, आदि, विमानन क्षेत्र में इसके आवेदन का समर्थन करने के लिए पर्याप्त नहीं हैं।

उपरोक्त कारणों के लिए, 1960 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने उच्च कार्य तापमान के साथ टाइटेनियम मिश्र विकसित किया: ti -6246 और ti -6242, काम करने वाले तापमान को लगभग 450 डिग्री तक बढ़ा दिया। 1970 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने मिश्र धातु में एसआई तत्वों को जोड़कर टाइटेनियम मिश्र धातुओं की रेंगने की ताकत और थकान की ताकत में सुधार किया, और 500 से अधिक डिग्री के सेवा तापमान के साथ टी -6242 के मिश्र धातु को विकसित किया। 1980 के दशक में, संयुक्त राज्य अमेरिका ने उच्च उच्च तापमान प्रतिरोध के साथ ti -1100 मिश्र धातु विकसित की, जिसमें विमानन विमान में एक अच्छा अनुप्रयोग है।

1.2 यूनाइटेड किंगडम में उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र के विकास का अवलोकन

संयुक्त राज्य अमेरिका के टीसी 4 विकसित होने के बाद, यूनाइटेड किंगडम पीछे नहीं रह गया और क्रमिक रूप से एक श्रृंखला विकसित की टाइटेनियम मिश्र धातु। 1950 के दशक में, यूनाइटेड किंगडम ने IMI550 टाइटेनियम मिश्र धातु विकसित की, जिसने इसके उच्च तापमान प्रतिरोध को मिश्र धातु में SI तत्वों को जोड़कर 400 से अधिक डिग्री तक बढ़ा दिया, और इसकी उच्च तापमान ताकत भी TC4 की तुलना में 10% अधिक थी। 1960 के दशक में, यूके ने IMI679 और IMI685 मिश्र विकसित किए, जिसमें ti -2 al -11 sn -5 Zr -1 mo {{-0} { Ti -6 al -5 Zr -0। 5mo -0। 25si। इन दो मिश्र धातुओं में कम मोलिब्डेनम सामग्री होती है। TC4 की तुलना में, इन दोनों मिश्र धातुओं की रेंगना ताकत में बहुत सुधार हुआ है। ऑपरेटिंग तापमान के संदर्भ में, IMI679 का ऑपरेटिंग तापमान 450 डिग्री तक पहुंचता है; IMI685 का ऑपरेटिंग तापमान 500 डिग्री से अधिक है। IMI685 मिश्र धातु के वेल्डिंग और प्रसंस्करण गुण अच्छे हैं, जो विमानन क्षेत्र में इसके आवेदन के लिए अनुकूल है।

1970 और 1980 के दशक में, TI-AL-SN-ZR-MO-NB-SI मिश्र धातु के आधार पर, यूके ने 600 डिग्री के अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान के साथ, मिश्र धातु की थकान ताकत में सुधार करने के लिए IMI829 और IMI834 मिश्र विकसित किए। मैक्रो और माइक्रो संरचनाओं को परिष्कृत करके, इन दोनों मिश्र धातुओं ने रेंगना ताकत और ऑक्सीकरण प्रतिरोध में बहुत सुधार किया है। समाधान उपचार के बाद, IMI829 मिश्र धातु का माइक्रोस्ट्रक्चर परिवर्तन माइक्रोस्ट्रक्चर और सुई के आकार के चरण की एक छोटी मात्रा में बदल जाता है, जो मिश्र धातु की रेंगने की ताकत और फ्रैक्चर क्रूरता में सुधार करता है; + समाधान उपचार के बाद, IMI834 मिश्र धातु का माइक्रोस्ट्रक्चर सुई के आकार के परिवर्तन माइक्रोस्ट्रक्चर और प्राथमिक चरण की एक छोटी मात्रा में बदल जाता है, जो मिश्र धातु की थकान की ताकत और रेंगने की ताकत में सुधार करता है।

1.3 रूसी उच्च तापमान टाइटेनियम मिश्र धातुओं का विकास

संयुक्त राज्य अमेरिका और यूनाइटेड किंगडम के अनुभव के आधार पर, रूस ने स्वतंत्र रूप से विकसित और निर्मित बीटी 3-1 उच्च तापमान का निर्माण कियाटाइटेनियम मिश्र धातु। BT 3-1 चरण और चरण को मजबूत करने के लिए दो eutectoid -stabilizing तत्वों, Cr और Fe जोड़ता है। अधिकतम ऑपरेटिंग तापमान 450 डिग्री तक पहुंच सकता है, और इसकी थर्मल ताकत और मध्यम-तापमान शक्ति अपेक्षाकृत अधिक है। 1958 में, रूस ने बीटी 8 और बीटी 9 मिश्र विकसित किए, जिसने उनके गर्मी प्रतिरोध में प्रभावी रूप से सुधार किया। Bt8 मिश्र धातु की नाममात्र रचना ti -6 है। 5al -3। BT8 की थर्मल शक्ति और गर्मी प्रतिरोध को BT 3-1 की तुलना में बहुत सुधार किया जाता है, और यह एक असुरक्षित वातावरण में लंबे समय तक काम कर सकता है। BT9 मिश्र धातु का उपयोग तापमान 500 डिग्री तक पहुंच सकता है। अनुसंधान के प्रारंभिक चरण में, इसमें एसएन तत्व था, जिसे बाद में ZR तत्व द्वारा बदल दिया गया था। BT9 मिश्र धातु की रेंगना ताकत और धीरज की ताकत में बहुत सुधार हुआ है। BT8 और BT9 में कई अनुप्रयोग मुख्य रूप से कंप्रेशर्स में हैं।

रूस ने बाद में BT18 के पास- मिश्र धातु विकसित की। BT18 में चरण की एक ट्रेस राशि होती है और इसका उपयोग थोड़े समय के लिए 8 0 0 की डिग्री पर किया जा सकता है या लंबे समय तक 550-600 डिग्री पर। समान मिश्र धातुओं की तुलना में इसकी रेंगना ताकत और प्लास्टिसिटी थोड़ी अपर्याप्त है। BT18 के आधार पर, AL तत्व की सामग्री कम हो जाती है और Zr को BT18Y मिश्र धातु प्राप्त करने के लिए SN द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। सुधार के बाद, थर्मल स्थिरता, प्रभाव क्रूरता और मिश्र धातु की रेंगना ताकत में सुधार किया जाता है। हालांकि, इसके तात्कालिक तन्यता गुण उच्च तापमान पर थोड़ा कम हो जाते हैं। रूस द्वारा विकसित BT36 मिश्र धातु सबसे अधिक गर्मी प्रतिरोधी टाइटेनियम मिश्र धातु है, और इसका सेवा तापमान 600 डिग्री तक पहुंच सकता है। BT18Y के आधार पर, 1% NB को 5% W द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है। NB की तुलना में, W में एक उच्च पिघलने बिंदु और उच्च रेंगना सीमा है। BT18Y की तुलना में, BT36 के व्यापक प्रदर्शन में बहुत सुधार हुआ है, और इसका व्यापक रूप से विमान इंजन से संबंधित भागों में उपयोग किया जाता है। अब, (0.7%-5। 0%) डब्ल्यू तत्व के साथ टाइटेनियम मिश्र धातुओं पर शोध रूस के उच्च-तापमान टाइटेनियम मिश्र धातुओं में एक नई प्रवृत्ति बन गई है।