Кіріспе

Титан алюминиді (химиялық формуласы TiAl), көбінесе гамма-титан деп аталады, металл аралық химиялық қосылыс болып табылады. Ол жеңіл, тотығуға және жоғары температураға төзімді, бірақ пластикалық қасиеттері төмен. γ TiAl-дың тығыздығы шамамен 4,0 г/см³ құрайды. Ол ұшақтар, реактивтік қозғалтқыштар, спорттық жабдықтар және автомобильдер сияқты көптеген салаларда қолданылады. TiAl негізіндегі қорытпаларды әзірлеу шамамен 1970 жылдарда басталды. Аталған қорытпалар бұл мақсаттар үшін 2000 жылдан бері ғана қолданылып келеді. Титан алюминидінің үш негізгі металл аралық қосылысы бар: гамма титан алюминиді (гамма TiAl, γ TiAl), альфа 2 Ti3Al және TiAl3. Олардың арасында гамма TiAl ең көп назар және қолдануға ие.

Гамма-ТиАЛ-дың қолданылуы

Gamma TiAl жоғары температурада (600°C-тан жоғары) тамаша механикалық қасиеттерге, сондай-ақ тотығу мен коррозияға төзімділікке ие, бұл оны әуе кемесінің турбиналық қозғалтқыштарындағы дәстүрлі Ni негізіндегі суперқорытпа компоненттерін алмастыруға мүмкіндік береді. TiAl негізіндегі қорытпалар ұшақ қозғалтқыштарындағы итеру күші мен салмақ арақатынасын арттыруға әлеуетті. Бұл әсіресе қозғалтқыштың төмен қысымды турбиналық және жоғары қысымды компрессорлық лопастьтары үшін маңызды. Бұл лопастьтар дәстүрлі түрде Ni негізіндегі суперқорытпадан жасалады, оның тығыздығы TiAl негізіндегі қорытпалардан шамамен екі есе жоғары. Кейбір гамма-титан алюминий қорытпалары 1000°C дейін күшін және тотығуға төзімділігін сақтайды, бұл дәстүрлі титан қорытпаларының жұмыс температурасының шегінен 400°C артық. General Electric компаниясы Boeing 787 және Boeing 747 8 ұшақтарын қуаттандыратын GEnx қозғалтқыштарының төмен қысымды турбиналық лопастьтарын жасау үшін гамма TiAl-ды пайдаланады. Бұл материал коммерциялық реактивтік қозғалтқышта 2011 жылы қолданылған алғашқы кең ауқымды пайдалану болды. TiAl LPT лопастьтарын Precision Castparts Corp. және Avio s. p. a. құйды. 6-шы және 7-ші кезеңдердегі LPT лопастьтарын өңдеуді Moeller Manufacturing жүзеге асырады. GEnx және GE9x қозғалтқыштары үшін гамма-TiAl лопастьтарын өндірудің қосымша өндіріс әдісі зерттелуде. 2019 жылы Omega Seamaster сағатының 55 граммдық жаңа жеңіл нұсқасы жасалды, онда корпус, артқы қақпақ және тістің бұрылуы үшін гамма титан алюминийі, ал циферблат пен механизм үшін Ti 6/4 (5-сынып) титаны қолданылды. Бұл сағаттың бөлшек сауда бағасы 37 240 фунт стерлингті құрады, бұл негізгі Seamaster-ден тоғыз есе қымбат, ал ай фазасы бар платина корпустың ең қымбат нұсқасымен салыстыруға болады.

Тиал-3

TiAl3 3,4 г/см3 ең төмен тығыздыққа, 465–670 кг/мм2 ең жоғары микроқаттылыққа және тіпті 1 000 °C-да ең жақсы тотығуға төзімділікке ие. Дегенмен, TiAl3-тің машина жасау және ғарыш өнеркәсібі салаларындағы қолданылуы оның нашар созылғыштығымен шектеледі. Сонымен қатар, бөлме температурасында созылғыштықтың жоғалуы көбінесе сыну түрінің иілгіш трансгранулярлықтан сынулы интергранулярлыққа немесе сынулы айрылуға өзгеруімен бірге жүреді. Олардың беріктігін арттыру үшін көптеген нығайту стратегиялары әзірленгеніне қарамастан, өңдеу сапасы әлі де шешуге қиын мәселе болып табылады. Дайын өнімге жақын пішіндеу технологиясы мұндай материалдарды дайындау үшін ең қолайлы әдістердің бірі саналады. {күні=2022 жылдың шілдесі}