Τα κράματα τιτανίου υψηλής θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται ευρέως στους αεροδιαστημικούς κινητήρες λόγω της εξαιρετικής θερμικής αντοχής και της υψηλής ειδικής αντοχής τους.Παρόμοια υλικά κράματος υψηλής θερμοκρασίας θα είναι υλικά τρούμπα για μεγάλο χρονικό διάστημα στο μέλλονΣτην σημερινή ταχέως μεταβαλλόμενη επιστήμη και τεχνολογία, η έρευνα και η μελλοντική ανάπτυξη υλικών υψηλής θερμοκρασίας έχουν μεγάλη πρακτική και στρατηγική σημασία.Τα μελλοντικά αεροδιαστημικά οχήματα και τα συστήματα ώθησης τους απαιτούν την ανάπτυξη υλικών υψηλής θερμοκρασίας από κράμα με υψηλότερη αντοχή, θερμοκρασία λειτουργίας και ελαστικός όγκος, χαμηλότερη πυκνότητα και χαμηλότερη τιμή από τα υφιστάμενα κράματα Ti64 και T16242.τα υλικά υψηλής θερμοκρασίας είναι η κύρια εξέλιξη των υλικών αεροπορίας.
Ορισμός των κράματος υψηλής θερμοκρασίας
Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας αναφέρονται σε μεταλλικά υλικά με βάση το σίδηρο, το νικέλιο,και κοβάλτιο που μπορεί να προσαρμοστεί σε βραχυπρόθεσμη ή μακροπρόθεσμη χρήση σε διαφορετικά περιβάλλοντα υπό υψηλές θερμοκρασίες άνω των 600°C και ορισμένες πιέσειςΈχει επίσης υψηλότερη αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες, πλαστικότητα, καλή αντοχή στην οξείδωση και τη θερμή διάβρωση, καλή θερμική αντοχή, αντοχή σε σπασμούς και άλλες ολοκληρωμένες ιδιότητες.Τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας έχουν μια ενιαία δομή αυστενίτη και έχουν καλή δομική σταθερότητα και αξιοπιστία λειτουργίας σε διάφορες θερμοκρασίεςΒάσει των παραπάνω χαρακτηριστικών και του υψηλού βαθμού κράματος των κράματος υψηλής θερμοκρασίας, ονομάζεται υπεράνωση στη Βρετανία και τις Ηνωμένες Πολιτείες.
Χαρακτηριστικά επεξεργασίας κράματος σε υψηλές θερμοκρασίες
Για τα κράματα υψηλής θερμοκρασίας, όπως τα κράματα νικελίου, τα κράματα τιτανίου και τα κράματα κοβαλτίου, η αντοχή σε υψηλές θερμοκρασίες αυξάνει άμεσα τη δυσκολία επεξεργασίας.Υπό τη συνδυασμένη δράση της ισχυρής δύναμης κοπής και της υψηλής θερμοκρασίας που παράγεται κατά την επεξεργασίαΕπιπλέον, τα περισσότερα από αυτά τα κράματα αναπτύσσουν γρήγορα σκληρότητα εργασίας.Η σκληρή επιφάνεια που παράγεται κατά την επεξεργασία του εργαλείου θα προκαλέσει την άκρη κοπής του εργαλείου για να εγκοπή στο βάθος της κοπής και να προκαλέσει ανεπιθύμητη πίεση στο εργαλείοΗ επεξεργασία των κράματος τιτανίου αντιμετωπίζει επίσης αυτά τα προβλήματα.Αν και η δύναμη κοπής που απαιτείται για την επεξεργασία των κράματος τιτανίου είναι μόνο ελαφρώς υψηλότερη από εκείνη του χάλυβα, οι ειδικές ιδιότητες των κράματος τιτανίου καθιστούν πολύ πιο δύσκολη την εκμετάλλευση από τον χάλυβα της ίδιας σκληρότητας.
Τα βασικά σημεία είναι τα εξής:
1) Τα κράματα τιτανίου, όπως και τα άλλα κράματα υψηλής θερμοκρασίας, είναι επίσης επιρρεπείς σε σκληρύνσεις.
2) Η θερμική αγωγιμότητα των κράματος τύπου τιτανίου είναι πολύ χαμηλή, με αποτέλεσμα σχεδόν όλη η θερμότητα που παράγεται κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας να συγκεντρώνεται στην άκρη κοπής.
3) Το ελαστικό μέτρο του κράματος τιτανίου είναι πολύ μικρό, ειδικά κάτω από ισχυρές δυνάμεις κοπής, καθιστώντας το εργασιακό κομμάτι ευάλωτο σε εκτροπή εργαλείου και δονήσεις.
4) Το πιο σοβαρό είναι ότι οι χημικές ιδιότητες του κράματος τιτανίου είναι πιο ενεργές από άλλα κράματα υψηλής θερμοκρασίας,που κάνει το εργασιακό κομμάτι από κράμα τιτανίου να αντιδρά εύκολα χημικά με το εργαλείο κατά την επεξεργασία, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται κοιλότητες συρρίκνωσης στο εργασιακό κομμάτι.
Για τους λόγους που αναφέρονται παραπάνω, η επεξεργασία υψηλής αντοχής σε θερμοκρασίες κράματος απαιτεί ειδική τεχνολογία επεξεργασίας.