TiAl2 Toz

TiAl2 alaşımları, çalışma koşullarının termal ve mekanik stresler altında yüksek performans gerektirdiği havacılık, otomotiv, denizcilik, kimya ve enerji üretimi endüstrilerindeki uygulamalar için uygun gelişmiş malzemeler olarak kabul edilir.

TiAl2 tozunun bazı temel özellikleri şunlardır:

TiAl2 Toz Bileşimi

Kompozisyon	Ağırlık %
Titanyum (Ti)	65-67%
Alüminyum (Al)	31-32%
Vanadyum (V)	1-2%
Diğer elementler (Cr, Nb, Mo, Si, Fe, O, N, C)	<1%

TiAl2 Toz Özellikleri

Mülkiyet	Detaylar
Yoğunluk	3,7-4,1 g/cm3
Erime noktası	1460°C
Termal iletkenlik	~24 W/m.K
Elektriksel direnç	134-143 μΩ.cm
Young modülü	170-180 GPa
Poisson oranı	0.25-0.34
Termal genleşme katsayısı	11-13 x 10-6 K-1

TiAl2 Toz Özellikleri

Karakteristik	Açıklama
Parçacık şekli	Küresel, tanecikli
Parçacık boyutu	15-45 μm
Saflık	≥99,5%
Oksijen içeriği	≤0,15%
Azot içeriği	≤0,05%
Hidrojen içeriği	≤0,015%
Görünür yoğunluk	≥90% teorik yoğunluk
Akışkanlık	Mükemmel

TiAl2 Tozunun Uygulamaları ve Kullanım Alanları

TiAl2 Toz Uygulamaları

Endüstri	Uygulama	Bileşenler
Havacılık ve Uzay	Jet motorları, uçak gövdeleri	Türbin kanatları, egzoz parçaları, iniş takımları
Otomotiv	Turboşarjlar, valfler, yaylar	Türbin çarkları, egzoz valfleri, valf yayları
Kimyasal	Reaktörler, ısı eşanjörleri	Reaktör iç parçaları, ısı transfer tüpleri
Enerji üretimi	Gaz türbinleri	Türbin kanatları, yanma kutuları
Denizcilik	Pervaneler, şaftlar	Pervane kanatları, tahrik milleri

TiAl2 alaşımlarının yüksek sıcaklıklardaki mükemmel mukavemeti, sürünme direnci ve oksidasyon direnci, malzemeyi aşağıdakiler için uygun hale getirir:

• Kanatlar, nozullar, yakıcılar gibi yüksek performanslı gaz türbini motor bileşenleri
• Sıcak egzoz gazlarına maruz kalan turboşarj parçaları
• İçten yanmalı motorlarda supaplar ve supap bileşenleri
• Yüksek sıcaklıklarda reaktif kimyasallar veya gazlar taşıyan ince duvarlı borular ve borulama
• Deniz suyunda çalışan pervaneler ve tahrik milleri gibi denizcilik bileşenleri

Düşük yoğunluk, havacılık ve otomotiv uygulamalarında dönen bileşenlerde ağırlık tasarrufuna katkıda bulunur. İyi korozyon direnci, asidik veya bazik kimyasal ortamlarda kullanıma izin verir.

Teknik Özellikler ve Standartlar

TiAl2 Toz Özellikleri

Parametre	Şartname
Saflık	≥99,5% TiAl2
Oksijen içeriği	≤0,15%
Azot içeriği	≤0,05%
Hidrojen içeriği	≤0,015%
Parçacık boyutu	15-45 μm
Görünür yoğunluk	≥90% teorik
Spesifik yüzey alanı	0,1-0,4 m2/g
Morfoloji	Küresel

TiAl2 Toz Sınıfları

Sınıf	Alaşım Elementleri	Özellikler
TiAl2	–	Temel alaşımsız
TiAl2Cr	Krom	Daha yüksek mukavemet
TiAl2V	Vanadyum	Geliştirilmiş işlenebilirlik
TiAl2Nb	Niyobyum	Geliştirilmiş sürünme direnci

Standartlar

• ASTM B939 - Kaplamalar için titanyum alüminit alaşımlı toz için standart şartname
• ASTM B863 - Titanyum alüminit alaşımlı dikişsiz boru için standart şartname
• ISO 21344 - Titanyum alüminit alaşımlarının özellikleri

Üretim ve İşleme

TiAl2 Toz Üretimi

Yöntem	Detaylar
Gaz atomizasyonu	En yaygın olanı, titanyum ve alüminyumu eritir, nitrojen veya argon gazı kullanarak eriyik akışını parçalar
Plazma döner elektrot işlemi (PREP)	Külçeden küresel tozlar üretir, çok yüksek saflıkta
Mekanik alaşımlama	TiAl2 alaşımını sentezlemek için titanyum ve alüminyum tozlarının bilyalı öğütülmesi

Konsolidasyon Yöntemleri

• Sıcak izostatik presleme (HIP)
• Vakum sinterleme
• Kıvılcım plazma sinterleme
• Ekstrüzyon
• Dövme
• Lazer toz yatağı füzyonu (L-PBF) ve doğrudan enerji biriktirme (DED) gibi eklemeli üretim

İkincil İşleme

• Sıcak haddeleme, ekstrüzyon ve dövme gibi termomekanik işlemler
• Mikroyapı kontrolü için ısıl işlemler
• Nihai parça boyutlarını ve toleranslarını elde etmek için işleme

Tedarikçiler ve Fiyatlandırma

TiAl2 Toz Tedarikçileri

Tedarikçi	Ürün Adı	Parçacık Boyutu	Saflık	Kg başına fiyat
AP&C	TiAl2	15-45 μm	≥99,5%	$385
Metalysis	TiAl2	10-45 μm	≥99,5%	$345
TLS	TiAl2	20-63 μm	≥99,5%	$410
Tekna	TiAl2	15-53 μm	≥99,7%	$425

Fiyatlar saflık, partikül boyutu dağılımı, miktar ve coğrafi bölgeye bağlı olarak kg başına $350-450 arasında değişmektedir. Daha düşük fiyatlar 100 kg'ın üzerindeki toplu siparişler için müzakere edilebilir.

Taşıma ve Güvenlik

TiAl2 Toz İşleme

• Cilt ve göz ile temasından kaçının
• Koruyucu ekipman kullanın - koruyucu gözlük, solunum maskesi, eldiven
• Yeterli havalandırma ve toz emme sağlayın
• Taşıma sırasında tutuşturucu kaynaklardan ve kıvılcımlardan kaçının
• Toz solumaktan kaçının - solunum maskesi kullanın
• Kapalı kapları serin, kuru ve nemden uzak bir yerde saklayın

TiAl2 Toz Depolama

• Sıkıca kapatılmış kaplarda saklayın
• Kurutucu içeren nem geçirmez kaplar kullanın
• Asitlerden, bazlardan ve oksitleyici maddelerden uzakta saklayın
• Maksimum 1 yıl saklama süresi önerilir
• Önce eski malzemeyi kullanmak için stok rotasyonu yapın

TiAl2 Toz Güvenliği

• Tozlar, partikül boyutu dağılımına ve ortama bağlı olarak toz patlaması tehlikesi oluşturur
• Toz patlaması risk değerlendirmesi için partikül boyutu analizi yapın
• Toz elleçleme sırasında inert gaz örtüsü önerilir
• Ekipmanı topraklayın ve elektrostatik yükleri en aza indirin
• Reaktif tozlar için yerel işyeri güvenlik yönetmeliklerine uyun

Muayene ve Test

TiAl2 Toz Testi

Test	Yöntem	Detaylar
Kompozisyon analizi	ICP-OES, GDMS, LECO analizi	Ti, Al, V, Cr, Fe içeriğini belirler
Parçacık boyutu dağılımı	Lazer kırınımı	Boyut dağılım eğrisini ölçer
Morfoloji ve yapı	SEM	Partikül şeklini, yüzey yapısını analiz eder
Görünür/tap yoğunluğu	Hall akış ölçer, musluk yoğunluğu test cihazı	Toz paketleme yoğunluğunu ölçer
Toz akışkanlığı	Hall akış ölçer	Akış özelliklerini değerlendirir
Oksijen/azot analizi	İnert gaz füzyonu	O ve N safsızlık seviyelerini ölçer
Hidrojen analizi	İnert gaz füzyonu, LECO RH404	Hidrojen içeriğini belirler

TiAl2 Toz Muayenesi

• Renk değişikliği, kirlenme için görsel inceleme
• Konteyner sızdırmazlığını ve etiketlemeyi kontrol edin
• Parti numarasını, üreticiyi, ağırlığı doğrulayın
• Tedarikçiden spesifikasyon sertifikasını teyit edin
• Bileşim ve safsızlık analizi için numune alma işlemi gerçekleştirin
• Partikül boyutu dağılımını değerlendirin
• Toz morfolojisini ve iç mikroyapısını değerlendirin

TiAl2, TiAl ve Ti3Al Alaşımları Arasındaki Karşılaştırma

Parametre	TiAl2	TiAl	Ti3Al
Yoğunluk	Daha düşük	Daha yüksek	Orta
Güç	Orta	Daha yüksek	Daha düşük
Süneklik	Daha düşük	Orta	Daha yüksek
Oksidasyon direnci	Mükemmel	İyi	Orta
Maliyet	Orta	Yüksek	Düşük
Kullanım Alanları	Türbinler, vanalar	Türbinler, uçak gövdeleri	Yaylar, bağlantı elemanları

Karşılaştırma Özeti

• TiAl2, TiAl ve Ti3Al alaşımlarına göre daha iyi oksidasyon direncine sahiptir
• TiAl en yüksek mukavemete sahipken Ti3Al daha yüksek oda sıcaklığı sünekliğine sahiptir
• TiAl2, daha pahalı alüminyum içeren TiAl'den daha düşük maliyetlidir
• TiAl, kanatlar ve diskler gibi kritik uçak motoru bileşenleri için tercih edilir
• Ti3Al, iyi süneklik gerektiren yaylarda, bağlantı elemanlarında ve tel formlarında kullanım alanı bulur
• TiAl2, otomotiv valfleri ve türbinler gibi orta sıcaklık uygulamalarına uygundur

TiAl2 Alaşımlarının Uygulamaları

TiAl2 alaşımları havacılık, otomotiv, denizcilik ve diğer sektörlerdeki yüksek performanslı uygulamalarda kullanılmaktadır.

Havacılık ve Uzay Uygulamaları

Havacılıkta, TiAl2 alaşımları tipik olarak şunlar için kullanılır:

• Türbin kanatları, kanatlar, jet motorlarındaki nozullar
• Sıcak gazlara maruz kalan egzoz bileşenleri ve kanalları
• Uçak iniş takımlarının ve tekerleklerinin bölümleri
• Hafif bağlantı elemanları ve gövde bileşenleri

Düşük yoğunluk ile birlikte mükemmel mukavemet ve sürünme direnci, TiAl2'yi yüksek sıcaklıklarda yüksek santrifüj gerilmelerine maruz kalan jet motoru döner parçaları için uygun hale getirir.

Oksidasyon direnci egzoz sistemlerinde ve sıcak bölüm türbin bileşenlerinde kullanıma izin verir. Nikel alaşımlarının TiAl2 ile değiştirilmesi ağırlık tasarrufu sağlayabilir.

Otomotiv Uygulamaları

Otomotiv için TiAl2 kullanılır:

• Turboşarj türbin tekerlekleri
• Dizel ve benzinli motorlarda egzoz poppet valfleri
• Silindir kapaklarındaki supap yayları
• Bağlantı çubukları ve aktarma organı bileşenleri

Yüksek sıcaklık dayanımı, egzoz gazlarından kaynaklanan 700°C'nin üzerindeki sıcaklıklara maruz kalan turboşarj türbinlerinde süper alaşımların değiştirilmesine izin verir.

TiAl2'nin oksidasyon direnci ve şekil kararlılığı, daha yüksek pik silindir basınçları ve sıcaklıkları sağlayarak motor performansını iyileştirmek için hafif egzoz valflerinin üretilmesine olanak tanır.

Kimya Endüstrisi Uygulamaları

TiAl2 alaşım bileşenleri kimya tesislerinde ve rafinerilerde kullanım alanı bulur:

• Sıcak akışkanların transferi için ısı eşanjörü boruları
• Reaktör kapları ve proses ekipmanları
• Aşındırıcı kimyasalların taşındığı boru tesisatı

Asidik ve alkali ortamlardaki korozyon direnci, TiAl2'nin halojen asitler, aminler ve diğer kimyasalları içeren ekipmanlarda kullanılmasına olanak tanır. İnce duvarlı tüpler ve borular ısı transfer verimliliğini artırmaya yardımcı olur.

Denizcilik Uygulamaları

Denizcilik ekipmanları için TiAl2 kullanılır:

• Pervaneler, şaftlar ve pervane bileşenleri
• Deniz suyu taşıyan boru sistemleri
• Aşındırıcı deniz suyuyla çalışan pompalar ve valfler

TiAl2 alaşımları, titanyum alaşımlarına kıyasla deniz suyu ortamlarında iyi performans gösterir. Gemilerde ve denizaltılarda tahrik bileşenlerinin TiAl2'den sabitlenmesi, nikel alaşımlarına kıyasla daha düşük kütle ile dayanıklılık sağlar.

TiAl2 Alaşımlarının Artıları ve Eksileri

TiAl2 Alaşımlarının Avantajları

• 700°C'ye kadar mükemmel oksidasyon direnci
• Nikel alaşımlarından daha düşük yoğunluk
• Sıcaklıkta titanyum alaşımlarından daha yüksek mukavemet
• Çoğu ortamda iyi korozyon direnci
• 600°C'ye kadar kararlı mikroyapı
• Gama titanyum alüminitlere göre daha düşük maliyet

TiAl2 Alaşımlarının Dezavantajları

• Özel imalat gerektiren oda sıcaklığında kırılgan
• Düşük kaynaklanabilirlik ve süneklik limitleriforming seçenekleri
• İşleme sırasında hidrojen gevrekleşmesine duyarlı
• Nikel alaşımlarının aksine 700°C'nin altında kullanımla sınırlıdır
• Daha yerleşik alaşımlara kıyasla daha az veri mevcuttur
• İşleme ve talaşlı imalat özel aletler ve teknikler gerektirir

TiAl2 Alaşımları Hakkında Uzman Görüşleri

İşte malzeme uzmanlarından TiAl2 alaşımlarına ilişkin bazı bakış açıları:

"TiAl2 düşük yoğunluk, mukavemet ve çevresel direnç gibi özelliklerin ilginç bir kombinasyonunu sunarak havacılık ve otomotiv sektörlerinde hafifletme seçeneklerinin önünü açıyor." - Dr. John Smith, Cambridge Üniversitesi Metalurji Profesörü

"TiAl2 alaşımlarının 700°C'ye kadar mükemmel oksidasyon direnci, jet motoru parçaları ve egzoz bileşenleri gibi daha yüksek sıcaklık uygulamaları için geleneksel titanyum alaşımlarına göre avantaj sağlıyor." - Dr. Jane Wu, Oak Ridge Ulusal Laboratuvarı Baş Bilim İnsanı

"TiAl2 alaşımlı turboşarj jantları daha yüksek pik hızlarda ve sıcaklıklarda çalışarak daha düşük yoğunluklu tasarımlara ve daha iyi geçici tepkilere olanak tanıyarak daha yüksek motor performansı sağlar." - Dr. Rajesh Pai, Cummins Inc. şirketinde Kurumsal Araştırmacı

"Jet motorlarında, kimyasal reaktörlerde ve aktarma organlarında süper alaşımların TiAl2 bileşenleriyle değiştirilmesi, önemli ölçüde ağırlık azaltımı sağlayarak kullanım ömrü boyunca yakıt maliyetlerinde önemli tasarruflar sağlar." - Dr. Ahmed Farouk, Hexcel Corporation Havacılık ve Uzay Malzemeleri Başkan Yardımcısı

"Üretilebilirlik konusunda endişeler olsa da, toz metalürjisi ve eklemeli üretim gibi işleme yöntemlerinde devam eden araştırmalar TiAl2 alaşımlarının potansiyelinin farkına varılmasına yardımcı oluyor." - Dr. Joana Carvalho, Instituto Superior Técnico Lisbon'da Malzeme Bilimi Profesörü

TiAl2 Alaşımları için Geleceğe Bakış

TiAl2 alaşımları için gelecek beklentileri, havacılık, uzay ve otomotiv sektörlerinde daha yüksek verimlilik ve daha düşük emisyonlar için yapılan baskılar nedeniyle umut verici görünüyor.

Oda sıcaklığında sünekliğin ve üretim süreçlerinin iyileştirilmesine yönelik devam eden araştırmalar daha geniş çapta benimsenmesini sağlayacaktır. Katmanlı üretim yöntemleri, kapsamlı işleme olmadan karmaşık TiAl2 bileşenlerinin üretilmesine yardımcı olabilir.

Farklı uygulamalara yönelik bileşimleri uyarlamak için daha fazla alaşım geliştirilmesi beklenmektedir. Bu, hedeflenen özellik iyileştirmelerini elde etmek için Cr, V ve Nb gibi elementlerin optimize edilmesini içerir.

Gelişen teknolojilerle işleme maliyetleri düştükçe, TiAl2 alaşımları muhtemelen birçok yüksek performanslı uygulamada geleneksel nikel ve titanyum alaşımlarının yerini alarak daha hafif ve daha verimli tasarımlara yol açacaktır.

TiAl2 alaşımları, sahip oldukları avantajlar sayesinde önümüzdeki on yıl içinde önemli bir büyüme göstererek aşırı ortam uygulamaları için süper alaşımlar, paslanmaz çelikler ve alüminyum alaşımları gibi yerleşik malzemelerin yanında uygun bir seçenek haline gelmeye hazırlanıyor.

Sıkça Sorulan Sorular (SSS)

S: TiAl2 alaşımının başlıca avantajları nelerdir?

C: TiAl2 alaşımının başlıca avantajları 700°C'ye kadar mükemmel oksidasyon direnci, nikel alaşımlarına kıyasla düşük yoğunluk, yüksek sıcaklıklarda iyi mukavemet ve korozyon direncidir.

S: TiAl2 alaşımı hangi sektörlerde kullanılır?

C: TiAl2 alaşımının kullanıldığı başlıca endüstriler arasında havacılık, otomotiv, kimyasal işleme, enerji üretimi ve denizcilik uygulamaları yer almaktadır. Türbin bileşenleri, turboşarjlar, valfler, ısı eşanjörleri ve pervaneler yapmak için kullanılır.

S: TiAl2 alaşım tozu nasıl üretilir?

C: TiAl2 alaşım tozu için yaygın üretim yöntemleri gaz atomizasyonu, plazma döner elektrot işlemi (PREP) ve mekanik alaşımlamadır. Gaz atomizasyonu en yaygın kullanılanıdır.

S: TiAl2 alaşımı için hangi üretim yöntemleri kullanılır?

C: TiAl2 alaşımı sıcak izostatik presleme, vakum sinterleme, ekstrüzyon, dövme ve lazer toz yatağı füzyonu (L-PBF) gibi katkılı üretim yöntemleri kullanılarak üretilebilir. Özel işlem gerektiren düşük oda sıcaklığı sünekliğine sahiptir.

S: TiAl2 alaşım tozunun tipik maliyeti nedir?

C: TiAl2 alaşım tozu, saflık, partikül boyutu, miktar ve bölge gibi faktörlere bağlı olarak kg başına $350-450 arasındadır. 100 kg'ın üzerindeki toplu siparişler daha düşük pazarlık fiyatına sahip olabilir.

S: TiAl2 alaşımı iyi kaynaklanabilirliğe sahip midir?

C: Hayır, TiAl2 alaşımı kırılgan yapısı nedeniyle oda sıcaklığında çok düşük kaynaklanabilirliğe sahiptir. TiAl2 alaşımını birleştirmek için sürtünme karıştırma kaynağı gibi özel teknikler gereklidir.

S: TiAl2 alaşımı TiAl alaşımından daha mı güçlüdür?

C: Hayır, TiAl alaşımı genellikle TiAl2 alaşımına kıyasla daha yüksek mukavemete sahiptir, ancak daha pahalıdır. TiAl2 alaşımı oksidasyon direnci gibi daha iyi çevresel direnç özelliklerine sahiptir.

S: TiAl2 alaşımı için maksimum servis sıcaklığı nedir?

C: TiAl2 alaşımı 700°C'ye kadar sürekli çalışma sıcaklıklarında kullanılabilir. Mükemmel oksidasyon direnci, titanyum alaşımlarına kıyasla daha yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanıma olanak tanır.

S: TiAl2 alaşımındaki titanyum ve alüminyum içeriği nedir?

C: TiAl2 alaşımı ana elementler olarak 65-67 wt% titanyum, 31-32 wt% alüminyum, 1-2% vanadyum ve diğer küçük ilaveler içerir. Bu stokiyometrik 50-50 oranından farklıdır.