Chapa Ta1 Barra de Fio de Titânio Puro Ta3 Tubo de Liga de Titânio Fio Reto de Titânio

Chapa de Titânio TA1 Haste de Fio de Titânio Puro TA3 Tubo de Liga de Titânio TA2 Fio Reto de Titânio _Empresa de Fabricação Profissional (Resistência ao Calor, Resistência, Plasticidade, Tenacidade, Formabilidade, Soldabilidade, Resistência à Corrosão e Biocompatibilidade)
desempenho
O titânio é um novo tipo de metal,

Piso Resistente ao Desgaste de Liga de Titânio e Silicone
O desempenho do titânio está relacionado ao teor de impurezas como carbono, nitrogênio, hidrogênio e oxigênio. O titânio iodeto mais puro tem um teor de impurezas não superior a 0,1%, mas sua resistência é baixa e sua plasticidade é alta. O desempenho do titânio puro industrial 99,5% é: densidade ρ=4,5g/cm³, ponto de fusão é 1725℃, condutividade térmica λ=15,24W/(m.K), resistência à tração σb=539MPa, alongamento δ=25%, redução de área ψ=25%, módulo de elasticidade E=1,078×105MPa, dureza HB195.
força elevada

A densidade da liga de titânio geralmente fica em torno de 4,51g/centímetro cúbico,

Apenas 60% do aço, a densidade do titânio puro é próxima à do aço comum, e algumas ligas de titânio de alta resistência excedem a resistência de muitos aços estruturais de liga. Portanto, a resistência específica (resistência/densidade) das ligas de titânio é muito maior do que a de outros materiais estruturais metálicos, como mostrado na Tabela 7-1, e pode ser usada para fabricar componentes com alta resistência específica, boa rigidez e peso leve. As ligas de titânio são usadas para componentes de motores de aeronaves, estruturas, revestimentos, fixadores e trens de pouso, etc.
Alta resistência térmica

A temperatura de serviço é várias centenas de graus mais alta do que a das ligas de alumínio e ainda pode manter a resistência necessária em temperaturas médias. Esses dois tipos de ligas de titânio podem trabalhar por um longo tempo em temperaturas de 450～500℃ e ainda possuem resistência específica muito alta na faixa de 150℃～500℃, enquanto a resistência específica das ligas de alumínio diminui significativamente a 150℃. A temperatura de serviço das ligas de titânio pode atingir 500℃, enquanto a das ligas de alumínio é inferior a 200℃.
Boa resistência à corrosão

As ligas de titânio funcionam em atmosferas úmidas e meios de água do mar, e sua resistência à corrosão é muito superior à do aço inoxidável; elas têm resistência particularmente forte à corrosão por pites, corrosão ácida e trincamento por corrosão sob tensão; elas têm excelente resistência à corrosão a álcalis, cloretos, compostos orgânicos contendo cloro, ácido nítrico, ácido sulfúrico, etc. No entanto, o titânio tem baixa resistência a meios redutores de oxigênio e cromatos.
Bom desempenho em baixas temperaturas

As ligas de titânio ainda podem manter suas propriedades mecânicas em temperaturas baixas e ultrabaixas. Elas têm bom desempenho em baixas temperaturas. As ligas de titânio com elementos intersticiais extremamente baixos, como o TA7, ainda podem manter um certo grau de plasticidade a -253℃. Portanto, as ligas de titânio também são importantes materiais estruturais de baixa temperatura.
Alta atividade química

O titânio tem alta atividade química e reage com O, N, H na atmosfera

Produtos de liga de titânio
、CO、CO2, vapor d'água, gás amônia, etc. produzem fortes reações químicas. Quando o teor de carbono for superior a 0,2%, TiC duro se formará na liga de titânio; em temperaturas mais elevadas, também formará uma camada superficial dura de TiN ao reagir com N; acima de 600℃, o titânio absorve oxigênio para formar uma camada endurecida com dureza muito alta; à medida que o teor de hidrogênio aumenta, uma camada quebradiça também se formará. A profundidade da camada superficial dura e quebradiça formada pela absorção de gás pode atingir 0,1-0,15 mm, e o grau de endurecimento é de 20%-30%. O titânio também tem alta afinidade química e é propenso à adesão com a superfície de atrito.
Baixa condutividade térmica e elasticidade

A condutividade térmica do titânio λ=15,24W/(m.K) é cerca de 1/4 da do níquel, 1/5 da do ferro e 1/14 da do alumínio. A condutividade térmica de várias ligas de titânio é cerca de 50% menor que a do titânio. O módulo de elasticidade das ligas de titânio é cerca de 1/2 do do aço, portanto, sua rigidez é baixa e elas são propensas à deformação, tornando-as inadequadas para a fabricação de hastes esbeltas e peças de parede fina. Durante o corte, o repuxo da superfície usinada é muito grande, cerca de 2-3 vezes o do aço inoxidável, causando severa fricção, adesão e desgaste por acúmulo de cavaco na face de corte da ferramenta.

Material em chapa TA1 fio de titânio puro TA3, material em barra TA2 tubo de liga de titânio fio reto de titânio_Usos
As ligas de titânio possuem alta resistência e baixa densidade, boas propriedades mecânicas e excelente tenacidade e resistência à corrosão. Além disso, a usinabilidade das ligas de titânio é ruim, o corte é difícil e, durante a conformação a quente, elas absorvem facilmente impurezas como hidrogênio, oxigênio, nitrogênio e carbono. Elas também têm baixa resistência ao desgaste e processos de produção complexos. A produção industrial de titânio começou em 1948. As necessidades do desenvolvimento da indústria aeronáutica levaram a indústria de titânio a crescer a uma taxa anual média de cerca de 8%. A produção anual mundial de materiais processados de liga de titânio atingiu mais de 40.000 toneladas, com quase 30 graus de ligas de titânio. As ligas de titânio mais amplamente utilizadas são Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) e titânio comercialmente puro (TA1, TA2 e TA3).
As ligas de titânio são usadas principalmente para fabricar componentes de compressor para motores de aeronaves, seguidas por componentes estruturais para foguetes, mísseis e aeronaves de alta velocidade. Em meados da década de 1960, o titânio e suas ligas começaram a ser usados na indústria em geral, para fabricar eletrodos na indústria eletrolítica, condensadores em usinas de energia, trocadores de calor no refino de petróleo e dessalinização de água do mar, e equipamentos de controle de poluição ambiental, etc. O titânio e suas ligas se tornaram um material estrutural resistente à corrosão. Além disso, também são usados na produção de materiais de armazenamento de hidrogênio e ligas com memória de forma, etc.
A China iniciou pesquisas sobre titânio e ligas de titânio em 1956; a produção industrial de materiais de titânio começou em meados da década de 1960, e a liga TB2 foi desenvolvida.
A liga de titânio é um material estrutural novo e importante usado na indústria aeroespacial. Sua gravidade específica, resistência e temperatura de operação estão entre as do alumínio e do aço, mas possui maior resistência que o alumínio e o aço, excelente resistência à corrosão pela água do mar e excelente desempenho em baixas temperaturas. Em 1950, os Estados Unidos a utilizaram pela primeira vez como componentes não estruturais, como escudos térmicos da fuselagem traseira, defletores de ar e cones de cauda no caça-bombardeiro F-84. A partir da década de 1960, a aplicação da liga de titânio mudou da fuselagem traseira para a fuselagem central, substituindo parcialmente o aço estrutural na fabricação de componentes estruturais importantes, como quadros, vigas e trilhos de ailerons. A quantidade de liga de titânio usada em aeronaves militares aumentou rapidamente, atingindo 20% a 25% do peso estrutural da aeronave. A partir da década de 1970, as aeronaves civis começaram a usar liga de titânio em grandes quantidades. Por exemplo, o avião de passageiros Boeing 747 usa mais de 3640 kg de titânio. Para aeronaves com números de Mach superiores a 2,5, o titânio é usado principalmente para substituir o aço para reduzir o peso estrutural. Por exemplo, na aeronave de reconhecimento de alta altitude e alta velocidade SR-71 dos EUA (Mach 3, altitude de voo de 26.212 metros), o titânio representa 93% do peso estrutural da aeronave, o que lhe rendeu o apelido de aeronave "totalmente de titânio". Quando a relação empuxo-peso dos motores de aeronaves aumenta de 4-6 para 8-10, e a temperatura de saída do compressor aumenta correspondentemente de 200-300°C para 500-600°C, os discos e pás do compressor de baixa pressão originalmente feitos de alumínio devem ser substituídos por liga de titânio, ou liga de titânio deve ser usada para substituir o aço inoxidável na fabricação dos discos e pás do compressor de alta pressão para reduzir o peso estrutural. Na década de 1970, a quantidade de liga de titânio usada em motores de aeronaves geralmente representava 20% a 30% do peso estrutural total, sendo usada principalmente para fabricar componentes do compressor, como ventiladores de titânio forjado, discos e pás do compressor, carcaças do compressor de titânio fundido, carcaças intermediárias e caixas de rolamento. Naves espaciais utilizam principalmente a alta resistência específica, resistência à corrosão e desempenho em baixas temperaturas da liga de titânio para fabricar vários vasos de pressão, tanques de combustível, fixadores, cintas de instrumentos, quadros e carcaças de foguetes. Satélites artificiais da Terra, módulos lunares, naves espaciais tripuladas e ônibus espaciais também usam chapas de metal de liga de titânio soldadas.

Material em chapa TA1 Fio de titânio puro TA3, material em barra TA2 Tubulação de liga de titânio Fio reto de titânio_Problemas existentes
A liga de titânio tem vantagens como leveza, alta resistência específica e boa resistência à corrosão, por isso é amplamente utilizada na indústria automotiva. O sistema de motor automotivo usa a maior parte da liga de titânio. Há muitos benefícios em fabricar peças de motor usando liga de titânio. [1]
A baixa densidade da liga de titânio pode reduzir a massa inercial das peças móveis. Ao mesmo tempo, as molas de válvula de titânio podem aumentar a vibração livre, atenuar as vibrações do corpo e melhorar a rotação e a potência de saída do motor.
Reduzindo a massa inercial das peças móveis, diminuindo assim o atrito e melhorando a eficiência de combustível do motor. A seleção da liga de titânio pode reduzir a tensão de carga nas peças relacionadas e encolher o tamanho das peças, reduzindo assim a massa do motor e de todo o veículo. A redução da massa inercial nos componentes enfraquece a vibração e o ruído, melhorando o desempenho do motor. A aplicação da liga de titânio em outros componentes pode melhorar o conforto dos passageiros e a aparência estética do veículo, etc. Em sua aplicação na indústria automotiva, a liga de titânio desempenha um papel imensurável na economia de energia e na redução do consumo.
Apesar de seu desempenho superior, os componentes de liga de titânio ainda estão longe da aplicação generalizada na indústria automotiva devido a questões como alto custo, baixa conformabilidade e baixa soldabilidade.
A principal razão que impede a aplicação generalizada de ligas de titânio na indústria automotiva ainda é o custo excessivamente alto.
Seja na fundição inicial ou no processamento subsequente, o preço das ligas de titânio é muito mais alto do que o de outros metais. O custo das peças de titânio aceitáveis para a indústria automotiva é de US$ 8-13/kg para titânio de biela, US$ 13-20/kg para titânio de válvula e menos de US$ 8/kg é desejado para titânio usado em molas, sistemas de escapamento e fixadores. Isso é 6-15 vezes o das chapas de alumínio e 45-83 vezes o das chapas de aço.

Material em chapa TA1 Fio de titânio puro TA3, material em barra TA2 Tubulação de liga de titânio Fio reto de titânio_tratamento térmico
Os métodos comuns de tratamento térmico incluem recozimento, tratamento de solubilização sólida e tratamento de envelhecimento. O recozimento é realizado para aliviar a tensão interna, melhorar a plasticidade e a estabilidade estrutural, e obter melhores propriedades abrangentes. Tipicamente, a temperatura de recozimento para ligas α e ligas (α+β) é selecionada 120–200°C abaixo do ponto de transformação de fase (α+β) → β. O tratamento de solubilização sólida e envelhecimento envolve resfriamento rápido de uma região de alta temperatura para obter a fase α′ martensítica e a fase β metaestável, seguido por manutenção em uma região de temperatura média para decompor essas fases metaestáveis, resultando em partículas finas e dispersas de segunda fase, como fase α ou compostos, fortalecendo assim a liga. Tipicamente, a têmpera de ligas (α+β) é realizada 40–100°C abaixo do ponto de transformação de fase (α+β) → β, e a têmpera de ligas β metaestáveis é realizada 40–80°C acima do ponto de transformação de fase (α+β) → β. A temperatura de tratamento de envelhecimento é geralmente 450–550°C.
Em resumo, o processo de tratamento térmico de ligas de titânio pode ser resumido como:
（1）Recozimento de Alívio de Tensão: O objetivo é eliminar ou reduzir as tensões residuais geradas durante o processamento. Previne a corrosão química em alguns ambientes corrosivos e reduz a deformação.
(2) Recozimento Completo: O objetivo é obter boa tenacidade, melhorar a usinabilidade, facilitar o reprocessamento e aumentar a estabilidade dimensional e estrutural.
(3) Tratamento de solubilização e envelhecimento: O objetivo é melhorar sua resistência. Ligas de titânio alfa e ligas de titânio beta estáveis não podem passar por tratamento térmico de endurecimento e são apenas recozidas durante a produção. Ligas de titânio alfa+beta e ligas de titânio beta metaestáveis contendo uma pequena quantidade de fase alfa podem ser further endurecidas por tratamento de solubilização e envelhecimento.
Além disso, para atender aos requisitos especiais da peça de trabalho, também são utilizados processos industriais de tratamento térmico de metais, como recozimento duplo, recozimento isotérmico, tratamento térmico beta e tratamento termomecânico.

Chapa TA1 Barras de Fio de Titânio Puro TA3 Tubos de Liga de Titânio Fio Reto de Titânio Corte
Características de corte
Quando a dureza da liga de titânio é maior que HB350, a usinagem é particularmente difícil. Quando é menor que HB300, o fenômeno de aderência da ferramenta ocorre facilmente, e também é difícil usinar. No entanto, a dureza da liga de titânio é apenas um aspecto que dificulta sua usinagem. A chave reside na influência abrangente das propriedades químicas, físicas e mecânicas da própria liga de titânio em sua usinabilidade. A liga de titânio possui as seguintes características de corte:
(1) Pequeno coeficiente de deformação: Esta é uma característica significativa da usinagem de liga de titânio, com um coeficiente de deformação menor ou próximo a 1. O caminho de atrito deslizante da cavaco na face de saída da ferramenta aumenta muito, acelerando o desgaste da ferramenta.
(2) Alta temperatura de corte: Devido à condutividade térmica muito baixa das ligas de titânio (apenas 1/5 a 1/7 da do aço nº 45), o comprimento de contato entre a cavaco e a face de saída é extremamente curto, e o calor gerado durante o corte não é facilmente dissipado. Ele se concentra em uma pequena área próxima à zona de corte e à aresta de corte, resultando em uma temperatura de corte muito alta. Sob as mesmas condições de corte, a temperatura de corte pode ser mais que o dobro daquela ao cortar aço nº 45.
(3) Grande força de corte por unidade de área: A força de corte principal é cerca de 20% menor do que ao cortar aço. Devido ao comprimento de contato extremamente curto entre o cavaco e a face de saída, a força de corte por unidade de área de contato aumenta significativamente, causando facilmente lascamento da ferramenta. Ao mesmo tempo, como o módulo de elasticidade da liga de titânio é pequeno, ela é propensa à deformação por flexão sob a ação da força radial durante a usinagem, causando vibração, aumentando o desgaste da ferramenta e afetando a precisão da peça. Portanto, o sistema de processo é obrigado a ter melhor rigidez.
(4) Fenômeno de encruamento a frio severo: Devido à alta atividade química do titânio, em altas temperaturas de corte, ele absorve facilmente oxigênio e nitrogênio do ar, formando uma camada superficial dura e quebradiça. Ao mesmo tempo, a deformação plástica durante o processo de corte também pode causar encruamento superficial. O fenômeno de encruamento a frio não só reduz a resistência à fadiga da peça, mas também agrava o desgaste da ferramenta, tornando-o uma característica muito importante ao cortar ligas de titânio.
(5) O desgaste da ferramenta é severo: Após ser processada por métodos como estampagem, forjamento e laminação a quente, a peça forma uma camada externa dura, quebradiça e irregular, que é muito propensa a lascamentos, tornando a remoção da casca dura o processo mais difícil na usinagem de ligas de titânio. Além disso, devido à forte afinidade química das ligas de titânio com os materiais das ferramentas, as ferramentas são propensas ao desgaste por adesão sob condições de alta temperatura de corte e grande força de corte por unidade de área. Ao torneamento de ligas de titânio, o desgaste na face de saída às vezes é ainda mais severo do que na face de flanco; quando a taxa de avanço f < 0,1 mm/r, o desgaste ocorre principalmente na face de flanco; quando f > 0,2 mm/r, o desgaste aparecerá na face de saída; ao torneamento de acabamento e semiacabamento de ligas de titânio com ferramentas de metal duro, o desgaste de flanco com VBmax < 0,4 mm é mais apropriado.
Na fresagem de ligas de titânio, devido à sua baixa condutividade térmica e ao comprimento de contato extremamente curto entre o cavaco e a face de saída, o calor gerado durante o corte não consegue se dissipar facilmente. Ele se concentra em uma pequena área ao redor da zona de deformação de corte e da aresta de corte, levando a temperaturas de corte extremamente altas na aresta da ferramenta durante a usinagem, o que reduz significativamente a vida útil da ferramenta. Para a liga de titânio Ti6Al4V, sob condições onde a resistência da ferramenta e a potência da máquina-ferramenta permitem, o nível da temperatura de corte é o fator chave que afeta a vida útil da ferramenta, em vez da magnitude da força de corte.
Material da ferramenta

Ao usinar ligas de titânio, deve-se começar por dois aspectos: reduzir a temperatura de corte e reduzir a adesão. Selecione materiais de ferramenta com boa dureza a quente, alta resistência à flexão, boa condutividade térmica e baixa afinidade com ligas de titânio. Os carbonetos cimentados da série YG são relativamente adequados. Devido à baixa resistência ao calor do aço rápido, devem ser usadas ferramentas de carboneto cimentado sempre que possível. Os materiais de ferramenta de carboneto cimentado comumente usados incluem YG8, YG3, YG6X, YG6A, 813, 643, YS2T e YD15, etc.
Lâminas revestidas e carbonetos cimentados classe YT têm forte afinidade com ligas de titânio, exacerbando o desgaste por adesão da ferramenta, e não são adequados para cortar ligas de titânio. Para ferramentas complexas com múltiplas arestas de corte, materiais de ferramenta como aço rápido de alto vanádio (por exemplo, W12Cr4V4Mo), aço rápido de alto cobalto (por exemplo, W2Mo9Cr4VCo8) ou aço rápido de alumínio (por exemplo, W6Mo5Cr4V2Al, M10Mo4Cr4V3Al) podem ser selecionados. Estes são adequados para a fabricação de brocas, alargadores, fresas de topo, brochas, machos e outras ferramentas para cortar ligas de titânio.
O uso de diamante e nitreto de boro cúbico como ferramentas de corte para usinar ligas de titânio pode alcançar resultados significativos. Por exemplo, sob condições de refrigeração com emulsão, uma ferramenta de diamante natural pode atingir uma velocidade de corte de até 200 m/min; se nenhum fluido de corte for usado, com a mesma quantidade de desgaste, a velocidade de corte permitida é de apenas 100 m/min.

Conhecimento da Indústria de Titânio:

Nas décadas de 1950-1960, o foco principal era no desenvolvimento de ligas de titânio de alta temperatura para motores aeroespaciais e ligas de titânio estruturais para fuselagens de aeronaves. Na década de 1970, um lote de ligas de titânio resistentes à corrosão foi desenvolvido. Desde a década de 1980, resistentes
Ligas de titânio, incluindo ligas de titânio gravadas e ligas de titânio de alta resistência, foram further desenvolvidas. As ligas de titânio são usadas principalmente para fabricar componentes de compressor para motores de aeronaves, seguidos por componentes estruturais para foguetes, mísseis e aeronaves de alta velocidade.