polvos de aleación de titanio y molibdeno mejorar la resistencia a altas temperaturas y a la fluencia para diseños aeroespaciales ligeros. Esta guía repasa las composiciones del polvo de aleación de TiMo, las características clave, los métodos de producción, las aplicaciones adecuadas, las especificaciones, las consideraciones de compra, las comparaciones entre proveedores y las ventajas e inconvenientes.
polvos de aleación de titanio y molibdeno Composición típica
| Grado de aleación | Titanio (%) | Molibdeno (%) |
|---|---|---|
| Ti-6Al-7Nb (IMI 550) | Saldo | 7% |
| Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si | Saldo | 15% |
| Ti-11,5Mo-6Zr-4,5Sn (Ti-11) | Saldo | 11.5% |
| Ti-15Mo-5Zr-3Al | Saldo | 15% |
Niveles de molibdeno entre 7% y 15% eficaces para el refuerzo a alta temperatura. Otros elementos como el niobio, el circonio y el estaño mejoran aún más las propiedades de fluencia.
Características y propiedades
| Atributo | Detalles |
|---|---|
| Forma de las partículas | Esférica por atomización con gas inerte |
| Oxígeno ppm | Por debajo de 500 ppm |
| Densidad típica | 4,5 g/cc |
| Conductividad térmica | 4-6 W/mK |
| Resistencia a altas temperaturas | 100 MPa a 500°C |
| Resistencia a la corrosión | Forma una película protectora de TiO2 |
La naturaleza particulada, el bajo contenido de oxígeno y las composiciones a medida son idóneos para la fabricación aditiva o la sinterización de componentes de alto rendimiento.
Métodos de producción
| Método | Descripción del proceso |
|---|---|
| Atomización de gas | El gas inerte desintegra el flujo de aleación fundida en polvo |
| Atomización por plasma | Muy limpio pero menor producción de polvo frente a la atomización con gas |
| DEBERES | Esferoidización de polvos existentes mediante refundición |
| Hidruro-dehidruro | TiH2 intermedio quebradizo para la trituración |
El plasma y la atomización con gas ofrecen la mejor calidad, aunque son más caros que las rutas secundarias como PREP y HDH.
Aplicaciones del polvo de aleación de TiMo
| Industria | Ejemplos de componentes |
|---|---|
| Aeroespacial | Palas de turbina, carcasas, trenes de aterrizaje |
| Generación de energía | Intercambiadores de calor, tuberías de vapor |
| Tratamiento químico | Biorreactores, recipientes de reacción |
| Marina | Ejes de hélice, cúpulas de sonar |
| Perforaciones petrolíferas y de gas | Herramientas y pozos geotérmicos |
La combinación de alta resistencia, bajo peso y resistencia a la corrosión es idónea para las aleaciones de TiMo en entornos exigentes, como los motores de aviación o las perforaciones marinas.
Especificaciones
| Estándar | Grados cubiertos |
|---|---|
| ASTM B862 | Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8Al-1Mo-1V, Ti-6Al-2Nb-1Ta-0,8Mo |
| ASTM B348 | Barras y tochos de titanio y aleaciones de titanio |
| AIMS 04-18 | Norma para piezas de titanio AM |
El Instituto AMPM (American Powder Metallurgy) y la IPS (International Powder Metallurgy Standards Organization) también cubren diversos grados de Ti.
Proveedores mundiales y gama de precios
| Empresa | Tiempo de espera | Precios |
|---|---|---|
| TLS Técnica | 16 semanas | $300 - $900/kg |
| Sandvik | 12 semanas | $350 - $1000/kg |
| Atlantic Equipment | 14 semanas | $320 - $850/kg |
Precios para lotes de más de 100 kg. Prima para polvo esférico y con bajo contenido en oxígeno. Las cantidades superiores a 500 kg ofrecen descuentos 20%+.
Pros y contras
| Ventajas | Desafíos |
|---|---|
| Excelente resistencia a altas temperaturas | Alto coste de las materias primas |
| Resistente a la corrosión en muchos entornos | Plazos de entrega más largos para aleaciones personalizadas |
| Flexibilidad en el diseño de aleaciones personalizadas | Cadena de suministro global limitada en la actualidad |
| Compatible con métodos de polvo AM | A menudo es necesario un tratamiento posterior después de AM |
| Excelente resistencia a la fluencia | Requisitos estrictos sobre oxígeno/nitrógeno |
Los polvos de TiMo permiten nuevos diseños de componentes y construcciones ligeras, pero el uso de aleaciones de titanio plantea retos únicos de fabricación y manipulación de polvos.
PREGUNTAS FRECUENTES
¿Qué rango de tamaño de partícula es óptimo para la impresión 3D por chorro de aglutinante?
Alrededor de 30 a 50 micras facilitan una mayor densidad del lecho de polvo y una saturación eficiente del líquido, necesaria para unir las capas correctamente. Los polvos demasiado finos perjudican el rendimiento.
¿Qué causa la contaminación durante la atomización con gas de aleaciones de Ti?
La captación de oxígeno de cualquier fuga de aire degrada la pureza del polvo, de ahí la necesidad de estrictos controles del proceso. Los agentes de separación del horno y los crisoles de fusión son otras fuentes de contaminación que requieren consumibles de alta pureza.
¿Por qué es difícil conseguir un alto contenido de Mo en las aleaciones basadas en Ti?
Se producen pérdidas excesivas de molibdeno por evaporación por encima de los niveles 25% durante la fusión por inducción en vacío y las fases posteriores de refundición. Las medidas de mitigación incluyen cubrir las piscinas de fusión o utilizar técnicas de crisol frío.
¿Cómo debe almacenarse el polvo de titanio?
Dentro de recipientes sellados bajo gas de cobertura inerte o al vacío. Manipulado y almacenado para excluir la absorción de humedad que causa la decadencia y la alta impureza de osyggen o nitrógeno.
¿Cuáles son los defectos más comunes en la impresión AM de aleaciones de titanio?
Porosidad por átomos de gas atrapados, falta de defectos de fusión, agrietamiento por tensión residual, polvo no fundido atrapado en el interior de volúmenes cerrados. Requiere una optimización integrada de los parámetros que tenga en cuenta la estrategia de exploración, el aporte de energía, etc.
Conclusión
En resumen, polvos de aleación de titanio y molibdeno proporcionan propiedades personalizadas de alta temperatura y resistencia a la corrosión, vitales para producir componentes de próxima generación en los sectores aeroespacial, energético y otros sectores exigentes mediante pulvimetalurgia o fabricación aditiva.
