轻质而耐用的钛是航空航天部件的绝佳选择

发布于2020年9月21日由妮可料斗

我们材料科学博客系列的最新文章将带我们进入机械加工的世界。在这里,我们看看高强度钛,并分解其优点和缺点,以帮助您决定这是否是您下一个加工项目的正确材料。

Helix折叠自行车车架的钛部件
钛是低重量要求强度和耐腐蚀性的部件的流行材料选择,比如Helix的折叠自行车框架。

特性与规格

在Protolabs,我们提供钛材料钛级5 6Al-4V用于金属3D打印,数控铣削和数控车削。这篇文章将重点介绍在机械加工项目中使用的5级合金。变形钛合金是使用最广泛的等级,是一种两相,α - β合金,铝作为α稳定剂,钒作为β稳定剂。

5级钛6Al-4V具有非常高的强度,耐久性和耐腐蚀性能,可以在低温(大约-150摄氏度)一直到800华氏度的各种温度下使用。这些性能使其成为各种应用的良好选择,包括紧固件,压力容器和需要高强度重量比的关键锻件。

钛的熔点约为3000华氏度,热膨胀率低,这意味着它在受热时能很好地保持其形态。该合金在退火或溶解和时效条件下使用,HRC硬度标度分别为30-34和35-39。

钛与航空航天工业

随着2019年全球航空航天和国防工业展望德勤的报告显示,随着航空航天和国防工业继续呈上升趋势,生产需求也在持续增长。而且,在为航空航天和国防应用进行设计时,材料的选择至关重要。对于离开地球的部件,部件减量化和轻量化是关键.这个领域的部件设计师和工程师知道飞行一克重量需要多少盎司的燃料,所以轻微的减少会带来巨大的增加。

事实上,5级钛6Al-4V重量轻,同时仍然提供高强度和耐温性,使其在航空和航天领域特别受欢迎航空航天行业。常见的应用包括喷气发动机的压气机叶片、盘和环;机身和太空舱部件;火箭发动机壳体;还有直升机旋翼轮毂。然而,尽管钛具有高温和耐腐蚀性,但它也是一种同样糟糕的电导体,使其在电气应用中成为一个糟糕的选择。与铝等其他轻质金属相比,它也更贵。

I型,非rohs(黄色)镀铬部分
我们提供I型,非rohs(黄色);II类,RoHS (Clear);1A级(最大保护,涂漆或未涂漆);和3级(低电阻要求的最大保护)电镀选项。

整理选项增加额外的阻力

镀铬酸是一个伟大的方式,以保护您的钛机械零件从一般磨损。而且,由于5级钛的外观取决于它被改变的程度,从原始形式的暗灰色到光滑时的闪亮银色,电镀是创造增强和一致的美容外观的好方法。

铬酸盐镀是一种转换涂层,这意味着该过程改变了表面的化学性质,将其变成氧化铝。它的保护层提供耐腐蚀和改善金属部件的美观外观。这不同于铝零件的阳极氧化过程,在阳极氧化过程中,零件被放置在酸浴中,而电流在金属(作为带正电的阳极)和富氧酸浴之间运行。在电路内部,对性物相互吸引,氧结合到金属上,在表面形成较厚的保护层,以提供磨损和腐蚀保护。

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