Pulver av TiNb-legering

Introduktion till TiNb Legeringspulver

TiNb-legeringspulver består av titan och niob metaller. Det erbjuder en unik kombination av hög hållfasthet, låg densitet, biokompatibilitet, korrosionsbeständighet, utmattnings- och krypbeständighet vid höga temperaturer.

TiNb-legeringar ingår i en bredare klass av intermetalliska titanmaterial som har överlägsna fysikaliska, kemiska och mekaniska egenskaper jämfört med rent titan. Tillsatsen av niob som legeringselement förbättrar vissa egenskaper och gör det möjligt att skräddarsy TiNb-legeringar för specifika applikationer.

Några viktiga fördelar med TiNb-legeringspulver inkluderar:

• Högt förhållande mellan styrka och vikt
• Förmåga att motstå extrema temperaturer och påfrestningar
• Motståndskraftig mot slitage, nötning och korrosion i tuffa miljöer
• Biokompatibel och giftfri för medicinsk användning
• Kan bearbetas till komplexa former med hjälp av additiv tillverkning
• Ger ingenjörer flexibilitet i konstruktionen

TiNb-legeringar konkurrerar med nickel- och koboltbaserade superlegeringar inom flygindustrin. De erbjuder också ett alternativ till rostfritt stål för biomedicinska implantat och anordningar. TiNb-legeringar möjliggör nya tillämpningar och konstruktioner som inte är möjliga med andra material.

Denna artikel ger en teknisk referens som täcker sammansättning, egenskaper, bearbetning, applikationer, specifikationer, kostnader och andra praktiska aspekter av TiNb-legeringspulver.

TiNb legering pulver sammansättning

TiNb-legeringar innehåller främst titan och niob som de viktigaste beståndsdelarna. Niobinnehållet varierar vanligtvis från 10% till 50% i vikt, medan resten är titan.

Förhållandet mellan Ti och Nb kan justeras för att skapa olika kvaliteter av TiNb-legeringar som är optimerade för vissa egenskaper. Några vanliga TiNb-kvaliteter inkluderar:

• Ti-10Nb - 10% niob, 90% titan
• Ti-35Nb - 35% niob, 65% titan
• Ti-45Nb - 45% niob, 55% titan
• Ti-50Nb - 50% niob, 50% titan

Dessutom kan små mängder av andra element som zirkonium, tantal, molybden och krom tillsättas för att ytterligare förbättra egenskaperna. Syre och kväve kan också förekomma som orenheter.

Tabell 1: Kemisk sammansättning av vanliga TiNb-legeringskvaliteter

Legeringsklass	Innehåll av niob	Innehåll av titan
Ti-10Nb	10%	90%
Ti-35Nb	35%	65%
Ti-45Nb	45%	55%
Ti-50Nb	50%	50%

Att kontrollera sammansättningen är avgörande för att uppnå de önskade egenskaperna i den slutliga TiNb-legeringsprodukten. Pulvermetallurgiska tekniker möjliggör exakt blandning av de ingående metallerna i en legeringspulverråvara.

Egenskaper för pulver av TiNb-legering

TiNb-legeringar uppvisar en rad användbara fysikaliska, mekaniska och kemiska egenskaper som gör dem lämpliga för högpresterande applikationer. Några viktiga egenskaper inkluderar:

Fysikaliska egenskaper

• Densitet - 4,5 till 5,5 g/cm3, lägre än stål- och nickellegeringar
• Smältpunkt - 1550 till 1750°C beroende på sammansättning
• Elektrisk resistivitet - 0,5 till 0,6 μΩ.m, högre än ren titan
• Värmekonduktivitet - 6 till 22 W/m.K, lägre än titan

Mekaniska egenskaper

• Draghållfasthet - 500 till 1100 MPa, ökar med niobinnehållet
• Sträckgräns - 300 till 900 MPa
• Töjning - 10% till 25%
• Hårdhet - 200 till 350 HV
• Utmattningshållfasthet - 400 till 600 MPa

Övriga fastigheter

• Korrosionsbeständighet - Utmärkt tack vare skyddande oxidskikt
• Slitstyrka - bättre än titan tack vare hårdheten
• Biokompatibilitet - Giftfri och icke-allergiframkallande

Genom att justera Ti/Nb-förhållandet kan egenskaper som hållfasthet, duktilitet, hårdhet och elasticitetsmodul optimeras enligt applikationskraven.

Tabell 2: Typiska egenskaper för legeringen Ti-35Nb

Fastighet	Värde
Täthet	5,2 g/cm3
Smältpunkt	1600°C
Draghållfasthet	650 MPa
Sträckgräns	550 MPa
Töjning	15%
Elastisk modul	60 GPa
Hårdhet	250 HV

Tillämpningar för TiNb-legeringspulver

TiNb-legeringarnas unika egenskaper gör dem lämpliga för krävande applikationer i olika branscher:

Flyg- och rymdindustrin

• Motorkomponenter - knivar, skivor, fästelement
• Flygplansdelar - landningsställ, vingar, flygplanskropp
• Hydraulsystem - pumpar, ventiler, ställdon

Fordon

• Ventilfjädrar, motorventiler
• Kopplingsstavar, rotorer för turboladdare
• Komponenter för motorsport

Biomedicinsk

• Ortopediska implantat - knä, höft
• Tandimplantat, kronor
• Kirurgiska instrument
• Medicintekniska produkter

Kemisk industri

• Värmeväxlare, reaktorer
• Pumpar, ventiler, rör
• Korrosionsbeständig utrustning

Andra tillämpningar

• Sportartiklar - golfklubbor, cykelramar
• Högklassiga klockor och smycken
• Elektriska kontakter och anslutningar
• Delar till högtemperaturugnar

Kombinationen av styrka, temperaturbeständighet, korrosionsbeständighet och biokompatibilitet gör att TiNb-legeringar kan ersätta tyngre material inom dessa branscher.

Tabell 3: Tillämpningar av TiNb-legeringar per bransch

Industri	Tillämpningar
Flyg- och rymdindustrin	Motorkomponenter, flygplansdelar, hydraulsystem
Fordon	Ventilfjädrar, motorventiler, vevstakar
Biomedicinsk	Implantat, dentala, kirurgiska instrument, apparater
Kemisk	Värmeväxlare, reaktorer, pumpar, ventiler
Övriga	Sportartiklar, klockor, elektriska kontakter, delar till ugnar

Bearbetning av pulver av TiNb-legering

TiNb-legeringspulver kan produceras via olika bearbetningsvägar:

Blandning av metallpulver

• pulver av elementärt titan och niob blandas med varandra i den sammansättning som krävs
• den blandade pulverblandningen legeras mekaniskt för att bilda TiNb-legeringspulvret

Atomisering av gas

• smält TiNb-legering finfördelas med en inert gas till fina droppar
• dropparna stelnar till sfäriska legeringspulverpartiklar

Process med roterande elektrod och plasma (PREP)

• TiNb-elektrodstav smälts med plasmabåge och snurras i höga hastigheter
• centrifugalkraften gör att droppar bryts av och stelnar till partiklar

Hydrid-Dehydrid-metoden (HDH)

• Ti- och Nb-metaller omvandlas till spröda hydridpulver
• hydridpulver blandas, dehydratiseras, krossas och siktas

Pulverets partikelstorlek, morfologi, flytbarhet och mikrostruktur kan kontrolleras genom att välja lämplig tillverkningsprocess. Detta påverkar de slutliga egenskaperna efter konsolidering.

Tabell 4: Produktionsmetoder för pulver av TiNb-legering

Metod	Beskrivning	Partikelstorlek	Morfologi
Mekanisk legering	Blandning och fräsning av Ti- och Nb-pulver	10 - 50 mikrometer	Oregelbunden, kantig
Atomisering av gas	Atomisering av smält legering med inert gas	15 - 150 mikrometer	Sfärisk
Roterande elektrod för plasma	Centrifugal sönderdelning av smält elektrod	50 - 150 mikrometer	Sfärisk
HDH-process	Hydrering, dehydrering, krossning av blandade pulver	10 - 63 mikrometer	Oregelbunden, kantig

Konsolidering av TiNb-legeringspulver

TiNb-legeringspulver kan omvandlas till komponenter med full densitet med hjälp av olika konsolideringstekniker för pulvermetallurgi:

Het isostatisk pressning (HIP)

• inkapslat pulver HIPped vid hög temperatur och högt tryck

Sintering i vakuum

• pulvret pressas samman och sintras i vakuumugn

Spark Plasma Sintering

• pulvret värms upp och komprimeras samtidigt med pulsad likström

Formsprutning av metall (MIM)

• pulver blandas med bindemedel, formas, avbinds och sintras

Additiv tillverkning

• pulverbäddfusion (SLM, EBM) eller deponering med riktad energi (DED)

HIP och vakuumsintring kan uppnå nära full densitet med bibehållen fin mikrostruktur. Additiv tillverkning ger större geometrisk frihet. Konsolideringsprocessen kan optimeras för att uppnå de önskade egenskaperna.

Tabell 5: Tekniker för konsolidering av pulver av TiNb-legering

Metod	Beskrivning	Täthet	Mikrostruktur	Geometri
HIP	Högt tryck, hög temperatur	Nära full densitet	Fina	Enkla former
Vakuum-sintring	Sintring i vakuumugn	Nära full densitet	Fina	Enkla former
Sintring med gnistplasma	Pulsad ström och tryck	Full densitet	Ultrafin	Enkla former
Formsprutning av metall	Formning av pulver + bindemedel	Nära full densitet	Ultrafin	Komplexa former
Additiv tillverkning	Pulverbäddfusion eller deponering med riktad energi	Nära full densitet	Grov	Komplexa former

Specifikationer för TiNb Alloy Powder

TiNb-legeringspulver finns i olika specifikationer som är skräddarsydda för olika applikationer:

Kompositioner: Sorter med 10% till 50% niobinnehåll

Partikelstorlek: 10 till 150 mikrometer

Morfologi: Sfärisk, oregelbunden eller blandad

Produktionsmetod: Gasatomiserad, HDH, blandad elementär

Renhet: >99,5% titan, >99,8% niob

Syrehalt: <2000 ppm

Flytbarhet: Hallflöde > 23 sek/50g

Skenbar densitet: ≥ 2,5 g/cc

Tap Density: ≥ 3,5 g/cc

Kemisk sammansättning, partikelstorleksfördelning, morfologi, flödeshastighet och densitet är vanliga specificerade egenskaper. Anpassade legeringar och pulverspecifikationer kan produceras för specifika applikationer.

Tabell 6: Typisk specifikation för Ti-35Nb gasatomiserat pulver

Parameter	Specifikation
Legeringens sammansättning	Ti-35Nb
Partikelstorlek	15 till 45 mikrometer
Morfologi	Sfärisk
Produktionsmetod	Atomisering av gas
Renhet	Ti >99,5%, Nb >99,8%
Syrehalt	<1500 ppm
Flödeshastighet	>38 sek/50g
Skenbar densitet	≥ 2,7 g/cc
Tappdensitet	≥ 4,2 g/cc

Leverantörer av TiNb legeringspulver

Några ledande globala leverantörer av pulver av titan-nioblegeringar är bl.a:

• AP&C - pulver av titan- och nioblegeringar
• Atlantic Equipment Engineers - sfäriska och kantiga pulver
• TLS Technik - gasatomiserade TiNb-legeringar
• Metal Technology - blandade elementära och förlegerade pulver
• Sandvik Osprey - gasatomiserade sfäriska pulver
• Carpenter Additive - kundanpassade legeringspulver

TiNb-legeringar erbjuds också av leverantörer av titan- och niobmetaller. Både standardiserade legeringar och anpassade kompositioner kan köpas från dessa pulverproducenter.

Tabell 7: Leverantörer av pulver av TiNb-legering

Företag	Material	Produktionsmetoder
AP&C	Ti, Nb, TiNb-legeringar	Atomisering av gas
Atlantic Equipment Engineers	Ti, Nb, TiNb-legeringar	Atomisering av gas, blandning
TLS Teknik	TiNb-legeringar	Atomisering av gas
Metallteknik	TiNb-legeringar	Blandat elementärt, förlegerat
Sandvik Osprey	TiNb-legeringar	Atomisering av gas
Snickare Tillsats	Anpassade TiNb-legeringar	Atomisering av gas

Kostnad för TiNb-legeringspulver

TiNb-legeringspulver är dyrare än enbart titan- eller niobpulver. Kostnaden beror på:

• Sammansättning - högre Nb-innehåll ökar kostnaden
• Renhet - kostnadsökningar för högre renhet
• Partikelstorlek och -fördelning
• Produktionsmetod - gasatomiserat pulver kostar mer
• Orderkvantitet - större volymer har lägre kostnad

Vägledande priser för TiNb-legeringspulver i små kvantiteter:

• Ti-10Nb: $100 till $300 per kg
• Ti-35Nb: $200 till $500 per kg
• Ti-50Nb: $300 till $800 per kg

Priserna sänks avsevärt för bulkbeställningar på hundratals kilo eller flera ton.

Tabell 8: Indikativ prissättning för pulver av TiNb-legeringar

Legering	Prissättning ($/kg)
Ti-10Nb	$100 – $300
Ti-35Nb	$200 – $500
Ti-50Nb	$300 – $800

Hantering och förvaring av TiNb Alloy Powder

Eftersom det är ett reaktivt metallpulver krävs viss försiktighet vid hantering av TiNb-legeringspulver:

• Förvaras i slutna behållare i en torr, inert atmosfär för att förhindra oxidation och kontaminering
• Undvik kontakt med syre, fukt, oljor och brännbara material
• Förhindra ansamling av fint pulver på ytor eller utrustning
• Jorda all ledande utrustning som används vid hantering
• Använd gnistsäkra verktyg och minimera dammbildningen
• Använd handskar och andningsskydd vid hantering
• Använd jordade ventilationssystem och undvik dammoln
• Förvaras åtskilt från värme, lågor, gnistor och andra antändningskällor
• Följ säkerhetsdatabladet för korrekt personlig skyddsutrustning och försiktighetsåtgärder

Om det förvaras korrekt i en torr, inert atmosfär har TiNb-legeringspulver en typisk hållbarhetstid på 12 månader. Felaktiga lagringsförhållanden kan leda till oxidation, förlust av flytbarhet eller antändningsrisker.

Tabell 9: Riktlinjer för hantering av pulver av TiNb-legering

Parameter	Riktlinjer
Förvaring	Slutna behållare, torr inert atmosfär
Atmosfär	Undvik syre, fukt, oljor, brännbara ämnen
Utrustning	Jorda all ledande utrustning
Verktyg	Använd verktyg som inte slår gnistor
Ventilation	Jordat ventilationssystem
PPE	Handskar, andningsskydd
Försiktighetsåtgärder	Undvik värme, lågor och gnistor
Hållbarhetstid	12 månader i inert atmosfär

Säkerhetsdatablad för TiNb Alloy Powder

Liksom andra reaktiva metallpulver finns det några viktiga säkerhetsföreskrifter för TiNb-legering:

• Använd personlig skyddsutrustning - handskar, ögonskydd, mask/andningsskydd
• Undvik inandning av pulver - använd andningsskydd
• Undvik kontakt med hud och ögon
• Tvätta noga efter hantering av pulver
• Undvik antändningskällor, pulver kan vara brandfarligt
• Använd korrekt jordning och ventilation
• Inert lagringsatmosfär för att förhindra oxidation
• Undvik spill och dammsamlingar på ytor
• Följ anvisningarna på säkerhetsdatablad och varningsetiketter

Första hjälpen:

• Inandning: Flytta till frisk luft. Sök medicinsk hjälp vid behov.
• Hudkontakt: Tvätta med tvål och vatten. Sök hjälp om irritationen kvarstår.
• Kontakt med ögonen: Spola ögonen med vatten i 15 minuter. Sök läkarvård.
• Förtäring: Drick vatten. Sök medicinsk hjälp om obehag uppstår.

Läs alltid leverantörens säkerhetsdatablad för fullständig information om hälsa och säkerhet före hantering och bearbetning av TiNb-legeringspulver.

Tabell 10: Viktiga säkerhetsåtgärder för pulver av TiNb-legering

Säkerhetsföremål	Försiktighetsåtgärder
PPE	Handskar, skyddsglasögon, N95-mask
Inandning	Använd andningsskydd
Kontakt med huden	Tvätta det drabbade området med tvål och vatten
Ögonkontakt	Spola ögonen med vatten i 15 minuter
Förtäring	Drick vatten. Sök medicinsk hjälp om det behövs.
Ventilation	Använd jordade ventilationshuvar
Jordning	Jorda all utrustning under hantering
Tändning	Undvik gnistor, lågor och värmekällor
Förvaring	Inert atmosfär på avstånd från brandfarliga material

Kvalitetsinspektion av pulver av TiNb-legering

För att säkerställa att TiNb-legeringspulvret uppfyller specifikationerna utförs olika kvalitetskontroller:

• Kemisk analys - ICP-, GDMS- eller LECO-analys för att verifiera sammansättning och renhet
• Analys av partikelstorlek - laserdiffraktion eller siktanalys för storleksfördelning
• Morfologi - SEM-bildtagning för att kontrollera partikelform och yttopologi
• Flödeshastighet - Hall-flödesmätare för test av pulvers flytbarhet
• Täthet - mätning av skenbar densitet och tappdensitet
• Syre/nitrogen - fusionsanalys av inert gas för interstitiella föroreningar
• Fasidentifiering - XRD-analys för att bestämma närvarande faser

Pulvrets egenskaper testas på varje parti enligt kvalitetsstandarder som ASTM B939, ASTM F3049, EN 10204 3.1. Pulver kan blandas mellan olika partier för att uppnå enhetlighet.

Tabell 11: Provningsmetoder för pulver av TiNb-legering

Test	Metod	Standard
Sammansättning	ICP, GDMS, LECO	ASTM E1479, ASTM E2330
Fördelning av partikelstorlek	Laserdiffraktion, siktning	ASTM B822
Morfologi	SEM-avbildning	ASTM B822
Flödeshastighet	Hall-flödesmätare	ASTM B213
Täthet	Scott volymmätare	ASTM B212
Syre/Nitrogen	Fusion med inert gas	ASTM E1019
Fasanalys	Röntgendiffraktion	ASTM E1876

Medicinska tillämpningar av TiNb-legering

På grund av sin biokompatibilitet, höga hållfasthet och låga modul används TiNb-legeringar i stor utsträckning för medicinska implantat och anordningar:

Ortopediska implantat

• Knä- och höftproteser
• Benplattor, skruvar
• Spinal fixeringsutrustning
• Tandimplantat och broar

TiNb-legeringar som Ti-35Nb och Ti-45Nb matchar den elastiska modulen hos mänskligt ben samtidigt som de ger hög utmattningshållfasthet. Detta minskar stressavskärmningen jämfört med styvare titanlegeringar.

Kardiovaskulära enheter

• Stentar
• Pacemakerhöljen
• Guidewires
• Kirurgiska instrument

TiNb-legeringarnas korrosionsbeständighet, giftfrihet och icke-magnetism gör dem lämpliga för utrustning som kommer i kontakt med blod och vävnader.

TiNb-legeringskvaliteter för medicinskt bruk

• Ti-10Nb till Ti-50Nb
• Ti-Nb-Zr, Ti-Nb-Ta för justerade egenskaper
• Standarderna ISO 5832-11 och ASTM F2066

Ti-35Nb och Ti-45Nb med lägre modul används ofta. Högre Nb-halt stärker men ökar modulus. Små Zr/Ta-tillsatser ger ytterligare skräddarsydda egenskaper.

Fördelar med TiNb-legeringar för biomedicinsk användning

• Utmärkt biokompatibilitet och osseointegration
• Hög hållfasthet och utmattningshållfasthet
• Låg modul nära benet
• Giftfri, icke-allergiframkallande
• Korrosionsbeständig
• Icke-magnetisk

TiNb-legeringar ger den bästa kombinationen av styrka, biokompatibilitet, korrosionsbeständighet och elasticitetsmodul för implantat.

Utmaningar för medicinska komponenter i TiNb-legeringar

• Svår maskinbearbetning och tillverkning
• Dyrare än Ti-6Al-4V-legering
• Kräver rigorös kvalitetskontroll och testning
• Kliniska data på längre sikt är fortfarande under utveckling

Eftersom TiNb-komponenter är relativt nya för medicinsk användning kan tillverkning och licensiering vara mer komplicerat. Men fördelarna överväger de kortsiktiga utmaningarna.

Användningsområden för TiNb-legering inom fordonsindustrin

TiNb-legeringarnas höga hållfasthet, temperaturbeständighet och utmattningslivslängd gör dem attraktiva för bildelar:

Ventilfjädrar

• Högre hållfasthet ger lägre fjädervikt
• Minskar ventilflödet vid höga varvtal
• Möjliggör högre uteffekt

Motorventiler

• Tål avgaser med hög temperatur
• Motstår slitage och deformation
• Lättvikt

Anslutningsstavar

• Högt förhållande mellan styrka och vikt
• Minskar den fram- och återgående massan
• Tillåter högre varvtal och effekt

Rotorer för turboladdare

• Bibehåller styrkan vid höga temperaturer
• Motstår krypdeformation
• Motståndskraft mot termisk chock
• Låg densitet

Komponenter för motorsport

• Lättviktsupphängning, chassidelar
• Överlägsen utmattningslivslängd

Minskad massa och tröghet i kombination med temperatur- och utmattningsbeständighet leder till högre motorprestanda och effektivitet.

Utmaningar med TiNb-legeringar för fordonsindustrin

• Hög kostnad jämfört med stållegeringar
• Bearbetningssvårigheter med pulvermetallurgi
• Begränsad erfarenhet av leverantörer och tillverkning
• Osäkert förhållande mellan kostnad och nytta

Fördelarna kan motivera premiumpriser för avancerade fordon och motorsport inledningsvis. En bredare användning är beroende av att tillverkarna av TiNb-pulver sänker kostnaderna.

Flyg- och rymdtillämpningar av TiNb-legeringar

TiNb-legeringar konkurrerar med nickel-superlegeringar för flygplansmotorer och skrovtillämpningar som kräver styrka vid låga temperaturer:

Motorkomponenter

• Turbinblad, skivor, höljen
• Kompressorblad
• Axlar, fästelement
• Tryckkraftsreverserare

Strukturella delar

• Landningsställ
• Vingar, revbensspjäll, stringers
• Stommar till flygplanskroppen
• Hydrauliska slangar

Fördelar

• 30-50% lägre densitet än Ni superlegeringar
• Sparar vikt
• Liknande hållfasthet och krypmotstånd
• Tål höga påfrestningar och temperaturer

Utmaningar

• Högre kostnader än titanlegeringar för närvarande
• Bearbetningssvårigheter jämfört med smidda legeringar
• Begränsad produktionserfarenhet och tillgänglighet
• Fastighetsdata är fortfarande under utveckling

Flygindustrin är konservativ, så det krävs omfattande test- och kvalificeringsprogram för att bevisa lönsamheten och etablera leveranskedjor innan man börjar använda nya legeringar som TiNb.

Andra användningsområden för TiNb-legeringar

Förutom användning inom medicin, fordons- och flygteknik är TiNb-legeringar också lämpliga för:

• Marin - Propellrar, pumpaxlar, beslag
• Kemisk - Värmeväxlare, kondensorer, rörledningar
• Sportartiklar - Golfklubbor, cykelramar, racketar
• Kraftgenerering - Komponenter till ång- och gasturbiner
• Elektronik - Sputtermål, kondensatorer
• Smycken - Klockor, ringar, piercingar
• Olja och gas - Borrhålsverktyg, ventiler, pumpar

Korrosionsbeständigheten, biokompatibiliteten och de elektriska egenskaperna utökar användningsområdet för TiNb-legeringar inom olika branscher.

Fortsatt forskning och utveckling kommer att leda till nya tillämpningar i takt med att tillverkningserfarenheten av TiNb-legeringspulver ökar. Deras unika balans av egenskaper kommer att möjliggöra konstruktioner som inte är möjliga med andra material.

Framtidsutsikter för TiNb-legeringar

• Ökad medicinsk användning på grund av åldrande befolkning och behov av bättre implantat
• Ökad användning inom flyg- och rymdindustrin för att minska vikten
• Fordonsanvändning eskalerar på grund av behov av hög prestanda
• Olje- och gasintresset ökar för hårdvara för djuphavsprospektering
• Tillverkning via pulvermetallurgi och AM-tekniker som förbättrar
• Nya kvaliteter utvecklas för att skräddarsy egenskaper
• Leveranskedjan expanderar när tillverkarna ökar kapaciteten för TiNb-legeringar
• Kostnaderna sjunker med högre produktionsvolymer
• Bredare medvetenhet och acceptans inom olika branscher

Framtiden ser ljus ut för TiNb-legeringar som ett nytt avancerat material som ersätter traditionella legeringar i de mest krävande applikationerna. Deras framgång hänger på fortsatta investeringar för att förbättra prisvärdheten.

Viktiga fakta om TiNb-legeringspulver

• TiNb-legeringar erbjuder överlägsna mekaniska egenskaper jämfört med titan
• Starkare, styvare och med högre hårdhet än ren titan
• Lägre densitet och högre hållfasthet än nickel-/stållegeringar
• Enastående prestanda vid höga temperaturer
• Motståndskraftig mot krypning, utmattning och korrosion i tuffa miljöer
• Utmärkt biokompatibilitet för medicinska implantat
• Justerbara egenskaper genom att ändra Ti/Nb-förhållandet
• Tillverkas genom blandad elementär eller förlegerad pulvermetallurgi
• Pulver kan konsolideras med hjälp av AM, HIP, MIM eller sintring
• Ledande tillämpningar inom flyg- och rymdindustrin, fordonsindustrin och den biomedicinska industrin
• Positiva framtidsutsikter drivna av behov av lättvikt och hög prestanda

TiNb-legeringar är ett genombrott för avancerade metalliska material som möjliggörs av pulvermetallurgiska tekniker. I takt med att tillverkningskostnaderna sjunker är de redo att förändra flera branscher som kräver lätta, starka och temperaturbeständiga legeringar.

Vanliga frågor om TiNb-legeringspulver

Här finns svar på några vanliga frågor om TiNb-legeringspulver:

F: Vilka är de främsta fördelarna med TiNb-legeringar jämfört med titanlegeringar?

TiNb-legeringar har högre hållfasthet, styvhet, hårdhet, slitstyrka och hög temperaturprestanda jämfört med titanlegeringar. De har också lägre densitet än nickel- och stållegeringar.

F: Vilka industrier använder TiNb-legeringar?

De huvudsakliga användningsområdena är inom flyg-, fordons-, biomedicinsk, kemisk, marin och kraftproduktionsindustri. Användningen ökar i takt med att produktionen av pulvermetallurgi ökar.

F: Vad är det typiska prisintervallet för TiNb-legeringspulver?

Priserna varierar från cirka $100/kg för Ti-10Nb till $300-800/kg för Ti-50Nb beroende på sammansättning, kvalitet och ordervolym. Priserna sjunker i takt med att produktionen expanderar.

F: Vilken partikelstorlek är vanligt för TiNb-legeringspulver?

Partikelstorlekar från 10 till 150 mikrometer är typiska. Fina pulver på 10-45 mikrometer föredras för additiv tillverkning. Grövre pulver upp till 150 mikron används för press- och sintertillämpningar.

F: Hur produceras pulver av TiNb-legeringar?

De viktigaste produktionsmetoderna är gasatomisering, plasmasfäroidisering, hydrid-dehydridprocess och elementblandning. Gasatomiserade och plasmasfäroidiserade pulver har en sfärisk morfologi som föredras för AM.

F: Vilka standarder gäller för TiNb-legeringar inom medicinsk användning?

Standarderna ISO 5832-11 och ASTM F2066 omfattar sammansättning, mekaniska egenskaper, kvalitetskontrolltestning och bearbetningskrav för TiNb-legeringar för kirurgiska implantat.

F: Kan TiNb-legeringar 3D-printas?

Ja, TiNb-legeringspulver är kompatibla med 3D-utskriftsprocesser med laserpulverbäddfusion, elektronstrålepulverbäddfusion och riktad energideposition. Parametrarna behöver optimeras för att få bra densitet och egenskaper.

F: Finns det hälsorisker förknippade med TiNb-pulver?

Precis som för andra metallpulver krävs vissa försiktighetsåtgärder vid hantering av TiNb-pulver för att minimera risken för dammexplosion och exponering vid inandning. Men legeringen i sig är mycket biokompatibel.

F: Hur ser utsikterna ut för användning av TiNb-legeringar?

Framtiden ser lovande ut med en ökande användning av TiNb-legeringar som drivs av behovet av lätta, starka och värmebeständiga material. Användningen kommer att öka i takt med att produktionskostnaderna för pulvermetallurgi sjunker.

Detta täcker de viktigaste frågorna som ingenjörer har angående specifikation, bearbetning, applikationer och utsikterna för TiNb-legeringspulver som ett framväxande avancerat material. Hör av dig om du har några andra specifika frågor.