Einführung in die Titanlegierung TA7

Die TA7-Legierung ist eine Titanlegierung vom --Typ mittlerer-Festigkeit (Ti-5Al-2,5Sn), die nicht durch Wärmebehandlung verstärkt werden kann. Es wird normalerweise im geglühten Zustand verwendet und weist bei Raumtemperatur und hohen Temperaturen eine gute Bruchzähigkeit auf. Die Legierung verfügt über gute Schweißeigenschaften und ist für Wolframelektroden- und Metallelektrodenschweißverfahren unter Schutzgas geeignet. Damit lassen sich Teile wie Empfängergehäuse und Wandpaneele herstellen. Die Langzeitarbeitstemperatur der Legierung kann 500 Grad und die Kurzzeitarbeitstemperatur 800 Grad erreichen. TA7ELI-Legierungen mit geringen interstitiellen Verunreinigungselementen eignen sich für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen. Zu den produzierten Halbzeugen gehören Platten, Riegel, Kuchen und Ringe etc., aus denen auch Gussteile hergestellt werden können.

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1) Glühen: Die Glühbehandlung wird je nach Halbzeug durchgeführt. Die spezifischen Parameter sind wie folgt:

Platte: Temperatur 700 – 800 Grad, Zeit 10–120 Minuten, Luftkühlung.

Stangen und Schmiedestücke: Temperatur 750 – 850 Grad, Zeit 0,5–4 Stunden, Luftkühlung.

Gießen: Temperatur 600 – 700 Grad, Zeit 1–2 Stunden, Luftkühlung oder Ofenkühlung.

2) Spannungsarmglühen: Um Eigenspannungen zu beseitigen, gelten folgende Parameter:

Die Temperatur beträgt 540–650 Grad, die Zeit beträgt 15–360 Minuten, Luftkühlung oder Ofenkühlung.

3) Heißisostatische Pressbehandlung von Gussteilen: Wird zur Verbesserung der Gesamtleistung von Gussteilen verwendet. Die spezifischen Parameter sind wie folgt:

Unter dem Argondruck von 100 – 140 MPa beträgt die Temperatur 910 Grad ± 10 Grad, die Zeit beträgt 2 – 2,5 Stunden und der Ofen wird auf unter 300 Grad abgekühlt.

Der Schmelz- und Gießprozess der Titanlegierung TA7 umfasst die folgenden Schritte:

1) Schmelzen: Der Barren erfordert mehr als zwei Vakuum-Lichtbogenofenschmelzen mit verbrauchbaren Elektroden. Beim Schmelzprozess werden die Legierungselemente Aluminium (Al) und Zinn (Sn) in Form einer AI-Sn-Vorlegierung hinzugefügt. Verwenden Sie beim Schweißen von Verschleißelektroden das Plasmaschweißverfahren mit Argon-Abschirmung. Das Schweißen mit dem Wolfram-Argon-Lichtbogen ist strengstens untersagt.

2) Gießen: Gussteile können mit verschiedenen Verfahren gegossen werden, darunter den folgenden:

Art der Graphitverarbeitung: Verwenden Sie Graphitmaterial als Form und gießen Sie es in einem Vakuum-Lichtbogenkondensationsofen mit verbrauchbarer Elektrode.

Graphitstopftyp: Das Graphitmaterial wird auch als Form verwendet und in einem Vakuum-Lichtbogenkondensationsofen mit verbrauchbarer Elektrode gegossen, dem Prozess wird jedoch ein Stopfvorgang hinzugefügt, um die Dichte und strukturelle Gleichmäßigkeit des Gussstücks zu verbessern.

Metalltyp: Verwenden Sie Metallmaterialien als Formen und gießen Sie sie in einem Vakuum-Lichtbogenkondensationsofen mit verbrauchbarer Elektrode.

Feingussform: Mithilfe der Feingusstechnologie wird geschmolzene TA7-Titanlegierung in die Form eingespritzt, verfestigt und abgekühlt.

Durch die oben genannten Prozessschritte kann das Schmelzen und Gießen der Titanlegierung TA7 realisiert werden.

Die Titanlegierung TA7 weist unter normalen Atmosphären- und Meerwasserbedingungen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Allerdings ist die TA7-Legierung im Vergleich zur TC4-Titanlegierung empfindlicher gegenüber thermischer Salzspannungskorrosion.

In einer mit künstlichem Meersalz bedeckten Umgebung kann Spannungskorrosion auftreten, wenn die TA7-Legierung 100 Stunden lang einer Temperatur von 316 Grad und einer Belastung von 207 MPa ausgesetzt wird. Dies bedeutet, dass die TA7-Legierung unter solch hohen Temperaturen und hohen Belastungen korrodieren und einen gewissen Schaden erleiden kann.

Daher ist es bei der Konstruktion und Anwendung der TA7-Legierung notwendig, Faktoren wie Temperatur, Belastung und chemische Medien der Umgebung zu berücksichtigen, insbesondere in Umgebungen mit hohen Temperaturen, hoher Belastung und Salzkorrosion, und geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen zu ergreifen, um die Haltbarkeit der Legierung sicherzustellen. Langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit.

Die Titanlegierung TA7 hat gute Schweißeigenschaften. Durch den Einsatz von Wolfram-Lichtbogenschweißen (WIG) oder Metall-Lichtbogenschweißen (MIG) unter Schutzgas kann die Legierung bei niedrigen Temperaturen eine höhere Zähigkeit aufweisen.

Es ist jedoch zu beachten, dass Titanlegierungen während des Lötprozesses zu Sprödigkeitsproblemen im Zusammenhang mit intermetallischen Verbindungen neigen, weshalb Hartlöten im Allgemeinen seltener eingesetzt wird. Im Vergleich dazu sind Schweißverfahren wie Argon-Lichtbogenschweißen, Punktschweißen und Nahtschweißen häufiger anzutreffen.

Argon-Lichtbogenschweißverbindungen haben einen hohen Festigkeitskoeffizienten bei Raumtemperatur, hoher Temperatur und niedriger Temperatur. Die Nahtschweißverbindung hat bei Raumtemperatur und hoher Temperatur einen höheren Festigkeitskoeffizienten, bei niedriger Temperatur jedoch einen relativ niedrigeren Festigkeitskoeffizienten.

1) Gesenkschmiedeteile und Ringteile: Die TA7-Legierung wird häufig zur Herstellung von Motoradaptern, Frontgehäusen, Dichtungsringgehäusen und anderen Teilen verwendet. Diese Teile erfordern eine hohe Festigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit, und die TA7-Legierung kann diese Anforderungen erfüllen.

2) Warmpressformteile für Platten: TA7-Legierungsplatten können durch den Warmpressformprozess zu Auskleidungsplatten, Halterungssitzen, Wandpaneelen und anderen Teilen verarbeitet werden. Diese Teile werden üblicherweise in Strukturstützen und Trennwänden von Flugzeugen verwendet und erfordern hohe Festigkeits- und Leichtgewichtsanforderungen.

Es ist jedoch zu beachten, dass die TA7-Legierung empfindlich auf den Gehalt an interstitiellen Elementen und Verunreinigungen reagiert, insbesondere wenn sie unter extrem niedrigen Temperaturbedingungen verwendet wird. Daher muss die Reinheit der Legierungsbestandteile während des Herstellungsprozesses streng kontrolliert werden, um Sprödigkeitsprobleme durch Verunreinigungen zu vermeiden.

Im Allgemeinen wird die Titanlegierung TA7 aufgrund ihrer hohen Festigkeit, hohen Temperaturbeständigkeit und ihres geringen Gewichts in vielen Bereichen der Luftfahrtindustrie häufig verwendet.

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