Порошок сплава TiNb

Введение в порошок сплава TiNb

Порошок сплава TiNb состоит из титана и ниобий металлы. Он обладает уникальным сочетанием высокой прочности, низкой плотности, биосовместимости, коррозионной стойкости, сопротивления усталости и ползучести при высоких температурах.

Сплавы TiNb относятся к более широкому классу титановых интерметаллидов, обладающих лучшими физико-химическими и механическими свойствами по сравнению с чистым титаном. Добавление ниобия в качестве легирующего элемента улучшает некоторые свойства и позволяет создавать сплавы TiNb для конкретных применений.

К числу основных преимуществ порошка сплава TiNb относятся:

• Высокое соотношение прочности и массы
• Способность выдерживать экстремальные температуры и нагрузки
• Устойчивость к износу, истиранию и коррозии в жестких условиях эксплуатации
• Биосовместимость и нетоксичность для использования в медицинских целях
• Возможность обработки сложных форм с помощью аддитивного производства
• Обеспечивает гибкость проектирования для инженеров

Сплавы TiNb конкурируют с суперсплавами на основе никеля и кобальта в аэрокосмической промышленности. Они также являются альтернативой нержавеющим сталям при изготовлении биомедицинских имплантатов и устройств. Сплавы TiNb позволяют создавать новые области применения и конструкции, невозможные при использовании других материалов.

Данная статья представляет собой технический справочник, в котором рассматриваются состав, свойства, обработка, области применения, технические характеристики, стоимость и другие практические аспекты порошка сплава TiNb.

Состав порошка сплава TiNb

Сплавы TiNb содержат в основном титан и ниобий в качестве основных составляющих элементов. Содержание ниобия обычно составляет от 10% до 50% по массе, остальное - титан.

Соотношение Ti и Nb может быть изменено для создания различных марок сплавов TiNb, оптимизированных по определенным свойствам. К числу распространенных марок TiNb относятся:

• Ti-10Nb - ниобий 10%, титан 90%
• Ti-35Nb - ниобий 35%, титан 65%
• Ti-45Nb - ниобий 45%, титан 55%
• Ti-50Nb - 50% ниобий, 50% титан

Кроме того, для улучшения свойств могут быть добавлены небольшие количества других элементов, таких как цирконий, тантал, молибден, хром. В качестве примесей могут присутствовать также кислород и азот.

Таблица 1: Химический состав распространенных марок сплавов TiNb

Марка сплава	Содержание ниобия	Содержание титана
Ti-10Nb	10%	90%
Ti-35Nb	35%	65%
Ti-45Nb	45%	55%
Ti-50Nb	50%	50%

Контроль состава сплава имеет решающее значение для достижения требуемых свойств конечного продукта - сплава TiNb. Методы порошковой металлургии позволяют точно смешивать металлы, входящие в состав сплава, с порошковым сырьем.

Свойства порошка сплава TiNb

Сплавы TiNb обладают рядом полезных физико-механических и химических свойств, которые делают их пригодными для использования в высокоэффективных приложениях. К числу основных свойств относятся:

Физические свойства

• Плотность - 4,5...5,5 г/см3, ниже, чем у стали и никелевых сплавов
• Температура плавления - от 1550 до 1750°C в зависимости от состава
• Удельное электрическое сопротивление - 0,5-0,6 мкОм, выше, чем у чистого титана
• Теплопроводность - от 6 до 22 Вт/м.К, ниже, чем у титана

Механические свойства

• Предел прочности при растяжении - от 500 до 1100 МПа, увеличивается с ростом содержания ниобия
• Предел текучести - от 300 до 900 МПа
• Удлинение - от 10% до 25%
• Твердость - от 200 до 350 HV
• Усталостная прочность - от 400 до 600 МПа

Другие объекты недвижимости

• Коррозионная стойкость - отличная благодаря наличию защитного оксидного слоя
• Износостойкость - лучше, чем у титана, благодаря твердости
• Биосовместимость - нетоксичность и неаллергенность

Регулируя соотношение Ti/Nb, можно оптимизировать такие свойства, как прочность, пластичность, твердость и модуль упругости, в соответствии с требованиями конкретного применения.

Таблица 2: Типичные свойства сплава Ti-35Nb

Недвижимость	Значение
Плотность	5,2 г/см3
Температура плавления	1600°C
Прочность на разрыв	650 МПа
Предел текучести	550 МПа
Удлинение	15%
Модуль упругости	60 ГПа
Твердость	250 HV

Применение порошка сплава TiNb

Уникальные свойства сплавов TiNb позволяют использовать их для решения сложных задач в различных отраслях промышленности:

Аэрокосмическая промышленность

• Компоненты двигателя - лопатки, диски, крепеж
• Детали планера - шасси, крылья, фюзеляж
• Гидравлические системы - насосы, клапаны, приводы

Автомобильная промышленность

• Пружины клапанов, клапаны двигателя
• Шатуны, роторы турбокомпрессоров
• Компоненты для автогонок

Биомедицина

• Ортопедические имплантаты - коленные, тазобедренные
• Зубные имплантаты, коронки
• Хирургические инструменты
• Медицинские изделия

Химическая промышленность

• Теплообменники, реакторы
• Насосы, клапаны, трубопроводы
• Коррозионностойкое оборудование

Другие приложения

• Спортивные товары - клюшки для гольфа, велосипедные рамы
• Элитные часы и ювелирные изделия
• Электрические контакты и разъемы
• Детали высокотемпературных печей

Сочетание прочности, термостойкости, коррозионной стойкости и биосовместимости позволяет сплавам TiNb заменять более тяжелые материалы в этих отраслях.

Таблица 3: Области применения сплава TiNb по отраслям промышленности

Промышленность	Приложения
Аэрокосмическая промышленность	Компоненты двигателей, детали планера, гидравлические системы
Автомобильная промышленность	Пружины клапанов, клапаны двигателя, шатуны
Биомедицина	Имплантаты, стоматологические, хирургические инструменты, приборы
Химическая	Теплообменники, реакторы, насосы, клапаны
Другое	Спортивные товары, часы, электрические контакты, детали печей

Обработка порошка сплава TiNb

Порошок сплава TiNb может быть получен различными технологическими способами:

Смешивание металлических порошков

• порошки элементарного титана и ниобия смешиваются в требуемом составе
• Смешанная порошковая смесь подвергается механическому легированию с получением порошка сплава TiNb

Газовая атомизация

• расплавленный сплав TiNb распыляется инертным газом на мелкие капли
• капли застывают в сферические частицы порошка сплава

Плазменный вращающийся электродный процесс (PREP)

• Электродный стержень из TiNb расплавляется плазменной дугой и раскручивается с высокой скоростью
• Под действием центробежной силы капли отрываются и застывают в частицы

Гидридно-дегидридный метод (HDH)

• Металлы Ti и Nb превращаются в хрупкие гидридные порошки
• порошки гидридов смешиваются, обезвоживаются, измельчаются и просеиваются

Размер частиц, морфология, текучесть и микроструктура порошка могут контролироваться путем выбора соответствующего технологического процесса. Это влияет на конечные свойства после консолидации.

Таблица 4. Методы получения порошка сплава TiNb

Метод	Описание	Размер частиц	Морфология
Механическое легирование	Смешивание и измельчение порошков Ti и Nb	10 - 50 мкм	Неровные, угловатые
Распыление газа	Распыление расплавленного сплава в инертном газе	15 - 150 мкм	Сферическая
Плазменный вращающийся электрод	Центробежная дезинтеграция расплавленного электрода	50 - 150 мкм	Сферическая
Процесс HDH	Гидрирование, дегидрирование, измельчение смешанных порошков	10 - 63 мкм	Неровные, угловатые

Консолидация порошка сплава TiNb

Порошок сплава TiNb может быть превращен в детали полной плотности с помощью различных методов упрочнения порошковой металлургии:

Горячее изостатическое прессование (HIP)

• инкапсулированный порошок подвергается HIP-обработке при высокой температуре и давлении

Вакуумное спекание

• порошок уплотняется и спекается в вакуумной печи

Искровое плазменное спекание

• порошок одновременно нагревается и сжимается импульсным постоянным током

Литье металлов под давлением (MIM)

• порошок смешивается со связующим, формуется, дебридируется и спекается

Аддитивное производство

• порошковая термоплавка (SLM, EBM) или направленное энергетическое осаждение (DED)

HIP и вакуумное спекание позволяют достичь плотности, близкой к полной, при сохранении тонкой микроструктуры. Аддитивное производство обеспечивает большую геометрическую свободу. Процесс консолидации может быть оптимизирован для достижения требуемых свойств.

Таблица 5. Методы консолидации порошка сплава TiNb

Метод	Описание	Плотность	Микроструктура	Геометрия
HIP	Высокое давление, высокая температура	Почти полная плотность	Fine	Простые формы
Вакуумное спекание	Спекание в вакуумной печи	Почти полная плотность	Fine	Простые формы
Искровое плазменное спекание	Импульсный ток и давление	Полная плотность	Сверхтонкий	Простые формы
Литье металлов под давлением	Формование из порошка + связующего	Почти полная плотность	Сверхтонкий	Сложные формы
Аддитивное производство	Сплав порошкового слоя или направленное осаждение энергии	Почти полная плотность	Грубая	Сложные формы

Технические характеристики порошка сплава TiNb

Порошок сплава TiNb выпускается в различных спецификациях, предназначенных для различных областей применения:

Композиции: Марки с содержанием ниобия от 10% до 50%

Размер частиц: от 10 до 150 мкм

Морфология: Сферические, неправильные или смешанные

Метод производства: Газовое распыление, HDH, смешивание элементов

Чистота: >99,5% титан, >99,8% ниобий

Содержание кислорода: <2000 ppm

Текучесть: Скорость потока Холла > 23 сек/50 г

Кажущаяся плотность: ≥ 2,5 г/куб. см

Плотность отвода: ≥ 3,5 г/куб. см

Обычно указываются химический состав, гранулометрический состав, морфология, скорость потока и плотность. Для конкретных применений могут быть изготовлены нестандартные сплавы и спецификации порошков.

Таблица 6. Типовая спецификация порошка Ti-35Nb, распыляемого газом

Параметр	Спецификация
Состав сплава	Ti-35Nb
Размер частиц	от 15 до 45 мкм
Морфология	Сферическая
Метод производства	Распыление газа
Чистота	Ti >99,5%, Nb >99,8%
Содержание кислорода	<1500 ppm
Расход	>38 сек/50 г
Кажущаяся плотность	≥ 2,7 г/куб. см
Плотность отвода	≥ 4,2 г/куб. см

Поставщики порошка сплава TiNb

К числу ведущих мировых поставщиков порошка титан-ниобиевого сплава относятся:

• AP&C - порошки титановых и ниобиевых сплавов
• Atlantic Equipment Engineers - сферические и угловые порошки
• TLS Technik - сплавы TiNb с газовым распылением
• Технология металлов - смешанные элементные и предварительно легированные порошки
• Sandvik Osprey - сферические порошки с газовым распылением
• Carpenter Additive - порошки сплавов по индивидуальным заказам

Сплавы TiNb также предлагаются поставщиками титановых и ниобиевых металлов. Эти производители порошков могут предложить как стандартные сплавы, так и композиции по индивидуальному заказу.

Таблица 7: Поставщики порошка из сплава TiNb

Компания	Материалы	Методы производства
AP&C	Ti, Nb, сплавы TiNb	Распыление газа
Atlantic Equipment Engineers	Ti, Nb, сплавы TiNb	Распыление газа, смешивание
TLS Technik	Сплавы TiNb	Распыление газа
Технология металлов	Сплавы TiNb	Смешанные элементы, предварительно легированные
Sandvik Osprey	Сплавы TiNb	Распыление газа
Столярная присадка	Нестандартные сплавы TiNb	Распыление газа

Стоимость порошка сплава TiNb

Порошок сплава TiNb стоит дороже, чем порошок титана или ниобия в отдельности. Стоимость зависит от:

• Состав - повышенное содержание Nb увеличивает стоимость
• Чистота - стоимость увеличивается при повышении чистоты
• Размер и распределение частиц
• Метод производства - порошок, распыляемый газом, стоит дороже
• Количество заказов - при больших объемах стоимость ниже

Ориентировочные цены на порошок сплава TiNb в небольших количествах:

• Ti-10Nb: от $100 до $300 за кг
• Ti-35Nb: $200 - $500 за кг
• Ti-50Nb: $300 - $800 за кг

Цены значительно снижаются при оптовых заказах на сотни килограммов или несколько тонн.

Таблица 8: Ориентировочные цены на порошки сплавов TiNb

Сплав	Ценообразование ($/кг)
Ti-10Nb	$100 – $300
Ti-35Nb	$200 – $500
Ti-50Nb	$300 – $800

Обращение и хранение порошка сплава TiNb

Поскольку порошок сплава TiNb является реакционноспособным металлом, при работе с ним необходимо соблюдать определенную осторожность:

• Хранить в герметичной упаковке в сухой, инертной атмосфере для предотвращения окисления и загрязнения
• Избегать контакта с кислородом, влагой, маслами, горючими материалами
• Предотвращение накопления мелких порошков на поверхностях или оборудовании
• Заземлите все токопроводящее оборудование, используемое при работе с ним
• Используйте искробезопасные инструменты и минимизируйте образование пыли
• При работе с ним используйте перчатки и средства защиты органов дыхания
• Используйте заземленные системы вентиляции и избегайте образования пылевых облаков
• Хранить вдали от тепла, пламени, искр и других источников воспламенения
• Соблюдайте требования паспорта безопасности для обеспечения надлежащих СИЗ и мер предосторожности

При правильном хранении в сухой инертной атмосфере срок годности порошка сплава TiNb составляет 12 месяцев. Неправильные условия хранения могут привести к окислению, потере текучести или воспламенению.

Таблица 9: Рекомендации по обращению с порошком сплава TiNb

Параметр	Руководство
Хранение	Герметичные контейнеры, сухая инертная атмосфера
Атмосфера	Не допускать попадания кислорода, влаги, масел, горючих веществ
Оборудование	Заземлите все токопроводящее оборудование
Инструменты	Используйте неискрящие инструменты
Вентиляция	Заземленная система вентиляции
СИЗ	Перчатки, средства защиты органов дыхания
Меры предосторожности	Избегайте воздействия тепла, пламени, искр
Срок годности	12 месяцев в инертной атмосфере

Паспорт безопасности порошка сплава TiNb

Как и в случае с другими реактивными металлическими порошками, при работе со сплавом TiNb необходимо соблюдать некоторые важные меры предосторожности:

• Используйте СИЗ - перчатки, средства защиты глаз, маску/респиратор
• Избегайте вдыхания порошков - используйте средства защиты органов дыхания
• Избегать контакта с кожей и глазами
• Тщательно промыть руки после работы с порошком
• Избегайте источников воспламенения, порошки могут быть легковоспламеняющимися
• Используйте надлежащее заземление и вентиляцию
• Инертная атмосфера хранения для предотвращения окисления
• Не допускать разливов и скопления пыли на поверхностях
• Следуйте инструкциям SDS и предупреждающим надписям

Первая помощь:

• Вдыхание: Переместитесь на свежий воздух. При необходимости обратитесь за медицинской помощью.
• Контакт с кожей: Промыть водой с мылом. При сохранении раздражения обратитесь за помощью.
• Попадание в глаза: Промыть глаза водой в течение 15 минут. Обратиться за медицинской помощью.
• Проглатывание: Выпейте воды. При возникновении неприятных ощущений обратитесь за медицинской помощью.

Перед началом работы с порошком сплава TiNb всегда обращайтесь к SDS поставщика для получения полной информации по технике безопасности и охране труда.

Таблица 10: Основные меры безопасности при работе с порошком сплава TiNb

Элемент безопасности	Меры предосторожности
СИЗ	Перчатки, защитные очки, маска N95
Ингаляция	Используйте средства защиты органов дыхания
Контакт с кожей	Промыть пораженный участок водой с мылом
Зрительный контакт	Промывать глаза водой в течение 15 минут
Проглатывание	Пейте воду. При необходимости обратитесь за медицинской помощью.
Вентиляция	Используйте заземленные вентиляционные вытяжки
Заземление	Заземлите все оборудование при работе с ним
Зажигание	Избегайте искр, пламени, источников тепла
Хранение	Инертная атмосфера вдали от легковоспламеняющихся материалов

Контроль качества порошка сплава TiNb

Для обеспечения соответствия порошка сплава TiNb техническим требованиям проводятся различные проверки качества:

• Химический анализ - ICP, GDMS или LECO-анализ для проверки состава и чистоты
• Гранулометрический анализ - лазерная дифракция или ситовой анализ для определения распределения размеров
• Морфология - СЭМ-изображение для контроля формы и топологии поверхности частиц
• Расход - Испытание расходомера Холла на текучесть порошка
• Плотность - измерения кажущейся плотности и плотности отвода
• Кислород/азот - анализ плавки в инертном газе на наличие междоузельных примесей
• Фазовая идентификация - XRD-анализ для определения присутствующих фаз

Свойства порошка проверяются на каждой партии в соответствии со стандартами качества, такими как ASTM B939, ASTM F3049, EN 10204 3.1. Для достижения однородности порошок может смешиваться между партиями.

Таблица 11: Методы испытаний порошка сплава TiNb

Тест	Метод	Стандарт
Состав	ICP, GDMS, LECO	ASTM E1479, ASTM E2330
Распределение частиц по размерам	Лазерная дифракция, просеивание	ASTM B822
Морфология	СЭМ-изображение	ASTM B822
Расход	Расходомер Холла	ASTM B213
Плотность	Волюметр Скотта	ASTM B212
Кислород/азот	Сплавление в инертных газах	ASTM E1019
Фазовый анализ	Дифракция рентгеновских лучей	ASTM E1876

Применение сплава TiNb в медицине

Благодаря биосовместимости, высокой прочности и низкому модулю упругости сплавы TiNb широко используются для изготовления медицинских имплантатов и устройств:

Ортопедические имплантаты

• Замена коленного и тазобедренного суставов
• Костные пластины, винты
• Устройства для фиксации позвоночника
• Зубные имплантаты и мостовидные протезы

Сплавы TiNb, такие как Ti-35Nb и Ti-45Nb, соответствуют модулю упругости человеческой кости, обеспечивая при этом высокую усталостную прочность. Это позволяет снизить экранирование напряжений по сравнению с более жесткими титановыми сплавами.

Сердечно-сосудистые устройства

• Стенты
• Корпуса кардиостимуляторов
• Проводники
• Хирургические инструменты

Коррозионная стойкость, нетоксичность и немагнитность сплавов TiNb позволяют использовать их в устройствах, контактирующих с кровью и тканями.

Марки сплавов TiNb для медицинского применения

• Ti-10Nb - Ti-50Nb
• Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta для корректировки свойств
• Стандарты ISO 5832-11 и ASTM F2066

Обычно используются низкомодульные Ti-35Nb и Ti-45Nb. Более высокое содержание Nb повышает прочность, но увеличивает модуль упругости. Небольшие добавки Zr/Ta дополнительно улучшают свойства.

Преимущества сплавов TiNb для биомедицинского применения

• Отличная биосовместимость и остеоинтеграция
• Высокая прочность и усталостная прочность
• Низкий модуль упругости вблизи костей
• Нетоксичный, неаллергенный
• Устойчивость к коррозии
• Немагнитный

Сплавы TiNb обеспечивают наилучшее сочетание прочности, биосовместимости, коррозионной стойкости и модуля упругости для имплантатов.

Проблемы медицинских компонентов из сплавов TiNb

• Сложность механической обработки и изготовления
• Дороже, чем сплав Ti-6Al-4V
• Требуется строгий контроль качества и испытания
• Долгосрочные клинические данные еще только формируются

Производство и лицензирование компонентов из TiNb, являющихся относительно новыми для медицинского применения, может быть более сложным. Однако их преимущества перевешивают краткосрочные трудности.

Применение сплава TiNb в автомобильной промышленности

Высокая прочность, термостойкость и усталостная прочность сплавов TiNb делают их привлекательными для использования в автомобильных деталях:

Пружины клапанов

• Повышенная прочность позволяет снизить массу пружины
• Уменьшение плавания клапана на высоких оборотах
• Позволяет повысить выходную мощность

Клапаны двигателя

• Выдерживает высокую температуру выхлопных газов
• Устойчивость к износу и деформации
• Легкий

Шатуны

• Высокое соотношение прочности и массы
• Уменьшение массы возвратно-поступательного движения
• Позволяет увеличить число оборотов и мощность

Роторы турбокомпрессоров

• Сохраняет прочность при высоких температурах
• Сопротивление деформации ползучести
• Устойчивость к тепловым ударам
• Низкая плотность

Компоненты для автогонок

• Облегченная подвеска, детали шасси
• Превосходная усталостная прочность

Снижение массы и инерции в сочетании с термостойкостью и усталостной прочностью обеспечивают повышение мощности и экономичности двигателя.

Проблемы применения сплавов TiNb в автомобильной промышленности

• Высокая стоимость по сравнению со стальными сплавами
• Трудности обработки при использовании порошковой металлургии
• Ограниченный опыт работы с поставщиками и производством
• Неопределенное соотношение затрат и выгод

На первых порах эти преимущества могут оправдать премиальную цену для дорогих автомобилей и автоспорта. Более широкое внедрение зависит от того, насколько производители порошка TiNb смогут снизить его стоимость.

Авиакосмические применения сплавов TiNb

Сплавы TiNb конкурируют с никелевыми суперсплавами в области авиационных двигателей и планера, требующих прочности при низких температурах:

Компоненты двигателя

• Лопатки, диски, корпуса турбин
• Лопатки компрессора
• Валы, крепежные детали
• Реверсивные устройства

Конструктивные элементы

• Шасси
• Крылышки, ребрышки, стрингеры
• Каркасы фюзеляжа
• Гидравлические трубки

Преимущества

• 30-501ТП3Т более низкая плотность по сравнению с Ni суперсплавами
• Экономия веса
• Аналогичная прочность и сопротивление ползучести
• Выдерживает высокие нагрузки и температуры

Вызовы

• Более высокая стоимость по сравнению с титановыми сплавами в настоящее время
• Сложности обработки по сравнению с деформируемыми сплавами
• Ограниченный производственный опыт и доступность
• Данные о недвижимости продолжают развиваться

Аэрокосмическая промышленность консервативна, поэтому перед внедрением новых сплавов, таких как TiNb, необходимо провести обширные испытания и квалификационные программы, чтобы доказать их жизнеспособность и наладить цепочки поставок.

Другие области применения сплавов TiNb

Помимо медицинского, автомобильного и аэрокосмического применения, сплавы TiNb также подходят для:

• Морские - Пропеллеры, валы насосов, фитинги
• Химическая промышленность - Теплообменники, конденсаторы, трубопроводы
• Спортивные товары - клюшки для гольфа, велосипедные рамы, ракетки
• Энергетика - компоненты паровых и газовых турбин
• Электроника - мишени для напыления, конденсаторы
• Ювелирные изделия - часы, кольца, пирсинг
• Нефть и газ - Скважинные инструменты, клапаны, насосы

Коррозионная стойкость, биосовместимость и электрические свойства расширяют возможности применения сплавов TiNb в различных отраслях промышленности.

Продолжающиеся исследования и разработки позволят найти новые области применения по мере роста производственного опыта использования порошка сплава TiNb. Уникальный баланс свойств этих сплавов позволит создавать конструкции, недостижимые при использовании других материалов.

Перспективы развития сплавов TiNb

• Расширение использования в медицине обусловлено старением населения и потребностью в более совершенных имплантатах
• Ускоренное внедрение в аэрокосмической промышленности для снижения веса
• Рост использования в автомобильной промышленности в связи с потребностями в высокой производительности
• Растет интерес нефтегазовой отрасли к аппаратуре для глубоководной разведки
• Улучшение качества производства методами порошковой металлургии и AM
• Разрабатываются новые марки, позволяющие изменять свойства
• Цепочка поставок расширяется, поскольку производители наращивают мощности по выпуску сплава TiNb
• Снижение затрат при увеличении объемов производства
• Более широкая осведомленность и признание в различных отраслях промышленности

Сплавы TiNb имеют все шансы стать новым передовым материалом, который вытеснит традиционные сплавы в самых ответственных областях применения. Их успех зависит от постоянных инвестиций в повышение доступности.

Основные выводы по порошку сплава TiNb

• Сплавы TiNb обладают более высокими механическими свойствами по сравнению с титаном
• Прочность, жесткость и твердость выше, чем у чистого титана
• Более низкая плотность и более высокая прочность по сравнению со сплавами никель/сталь
• Выдающиеся высокотемпературные характеристики
• Устойчивость к ползучести, усталости и коррозии в жестких условиях эксплуатации
• Отличная биосовместимость для медицинских имплантатов
• Регулируемые свойства за счет изменения соотношения Ti/Nb
• Изготовлены методом порошковой металлургии с применением смешанных элементов или предварительного легирования
• Порошок может быть консолидирован с помощью AM, HIP, MIM или спекания
• Ведущие применения в аэрокосмической, автомобильной, биомедицинской промышленности
• Перспективы на будущее положительные, обусловленные облегчением веса и потребностями в высокой производительности

Сплавы TiNb представляют собой прорыв в области металлических материалов, созданных методами порошковой металлургии. По мере снижения себестоимости производства они способны вывести из строя ряд отраслей промышленности, где требуются легкие, прочные и термостойкие сплавы.

Часто задаваемые вопросы по порошку сплава TiNb

Здесь приведены ответы на некоторые распространенные вопросы о порошке сплава TiNb:

Вопрос: Каковы основные преимущества сплавов TiNb перед титановыми сплавами?

Сплавы TiNb обладают более высокими прочностью, жесткостью, твердостью, износостойкостью и высокотемпературными характеристиками по сравнению с титановыми сплавами. Кроме того, они имеют меньшую плотность, чем никелевые и стальные сплавы.

Вопрос: В каких отраслях промышленности используются сплавы TiNb?

Основные области применения - аэрокосмическая, автомобильная, биомедицинская, химическая, морская и энергетическая промышленность. Применение расширяется по мере увеличения объемов производства порошковой металлургии.

Вопрос: Каков типичный диапазон цен на порошок сплава TiNb?

Цены варьируются от примерно $100/кг для Ti-10Nb до $300-800/кг для Ti-50Nb в зависимости от состава, качества и объема заказа. Цены снижаются по мере расширения производства.

Вопрос: Какой размер частиц характерен для порошка сплава TiNb?

Типичными являются размеры частиц от 10 до 150 мкм. Для аддитивного производства предпочтительны тонкие порошки размером 10-45 мкм. Более грубые порошки размером до 150 мкм используются для прессования и спекания.

Вопрос: Как производятся порошки сплава TiNb?

Основными методами производства являются газовое распыление, плазменная сфероидизация, гидридно-дегидридный процесс и смешивание элементов. Порошки, полученные газовым распылением и плазменной сфероидизацией, имеют сферическую морфологию, предпочтительную для АМ.

Вопрос: Какие стандарты применяются к сплавам TiNb, используемым в медицине?

Стандарты ISO 5832-11 и ASTM F2066 определяют состав, механические свойства, требования к контролю качества и обработке сплавов TiNb для хирургических имплантатов.

Вопрос: Можно ли 3D-печатать сплавы TiNb?

Да, порошки сплава TiNb совместимы с процессами лазерного порошкового наплавления, электронно-лучевого порошкового наплавления и 3D-печати методом направленного энергетического осаждения. Для получения хорошей плотности и свойств требуется оптимизация параметров.

Вопрос: Существует ли риск для здоровья, связанный с порошками TiNb?

При работе с порошками TiNb, как и с другими металлическими порошками, необходимо соблюдать определенные меры предосторожности, чтобы свести к минимуму риск взрыва пыли и ингаляционного воздействия. Однако сам сплав обладает высокой биосовместимостью.

Вопрос: Каковы перспективы внедрения сплавов TiNb?

Будущее выглядит многообещающим, поскольку расширение применения сплавов TiNb обусловлено потребностью в легких, прочных и жаростойких материалах. Их применение будет ускоряться по мере снижения себестоимости порошковой металлургии.

Здесь рассматриваются основные вопросы инженеров, касающиеся технических характеристик, обработки, применения и перспектив порошка сплава TiNb как нового перспективного материала. Обращайтесь по любым другим конкретным вопросам.