Legierungsbezeichnung und Zusammensetzung
TA7 ist eine chinesische Bezeichnung für eine Alpha-Titanlegierung mit der Nennzusammensetzung Ti-5Al-2,5Sn. Aluminium ist der primäre Alpha-Stabilisator und sorgt für eine Festigung der festen Lösung, während Zinn die Legierung festigt, ohne die Duktilität so stark zu verringern, wie dies bei anderen Zusätzen der Fall wäre. Das Material entspricht ASTM Grade 6 mit der UNS-Bezeichnung R54520.
Da die Legierung keine beta{0}}stabilisierenden Elemente in nennenswerten Mengen enthält, besteht die Struktur im Wesentlichen ausschließlich aus der Alpha-Phase. Dies verleiht TA7 seine charakteristische Kombination aus Kriechfestigkeit, Schweißbarkeit und Hochtemperaturstabilität.
Mechanische Eigenschaften
Im geglühten Zustand entwickelt TA7 eine Mindestzugfestigkeit von etwa 828 MPa und eine Mindeststreckgrenze von etwa 786 MPa, was 120 ksi bzw. 114 ksi im ASTM-System entspricht. Die Dehnung beträgt typischerweise 10 Prozent oder mehr und die Legierung behält ihre nutzbare Festigkeit bis etwa 480 Grad Celsius.
Die vollständige Alpha-Struktur bietet außerdem eine hervorragende Zähigkeit und die Legierung behält ihre Schlagfestigkeit bis zu kryogenen Temperaturen bei, was bei Strukturmetallen selten vorkommt.
Hohe-Temperatur und kryogene Leistung
Die Alpha-Phase ist bei erhöhter Temperatur stabil, sodass TA7 Kriechverformungen im Bereich von 300 bis 480 Grad Celsius besser widersteht als Alpha-Beta-Legierungen. Von dieser Stabilität profitieren Komponenten, die einer dauerhaften Temperaturbelastung ausgesetzt sind, etwa Triebwerkskanäle und heiße Flugzeugzellenstrukturen.
Am anderen Ende der Temperaturskala werden TA7 und seine extra-niedrige-interstitielle Variante für Kryotanks und Rohrleitungen verwendet, die verflüssigte Gase transportieren, da die Legierung auch bei minus 196 Grad Celsius zäh bleibt.
Verarbeitung und Herstellung
TA7 wird bei Temperaturen unterhalb des Beta-Transus von etwa 1040 Grad Celsius warmumgeformt und geglüht, um die Korngröße zu kontrollieren. Die Legierung ist unter Schutzgas schweißbar und die Schweißnähte weisen eine gute Duktilität auf, da die Alpha-Struktur keine spröden Umwandlungsprodukte bildet.
Für komplexe Formen erfolgt die Umformung bei mäßiger Temperatur und die Bearbeitung folgt der üblichen Titanpraxis mit scharfen Werkzeugen und ausreichender Kühlung.
Luft- und Raumfahrt- und Industrieanwendungen
In der Luft- und Raumfahrt wird TA7 für Triebwerkseinlassgehäuse, Leitungen, Leitschaufeln, Strukturbleche und kryogene Treibstofftanks verwendet. Aufgrund seiner Kriechfestigkeit eignet es sich für Komponenten, die einer aerodynamischen Erwärmung in Hochgeschwindigkeitsflugzeugen ausgesetzt sind.
Zu den industriellen Anwendungen gehören chemische Hochtemperaturanlagen, Wärmetauscher und kryogene Verarbeitungsanlagen, bei denen eine Kombination aus Korrosionsbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit und Zähigkeit erforderlich ist.
Häufig gestellte Fragen
F: Wie ist die Zusammensetzung der Titanlegierung TA7?
A: TA7 hat die Nennzusammensetzung Ti-5Al-2,5Sn, wobei Aluminium und Zinn für die Festlösungsverfestigung der Alpha-Phase sorgen.
F: Wie hoch ist die Zugfestigkeit von TA7?
A: Im geglühten Zustand entwickelt TA7 eine Mindestzugfestigkeit von etwa 828 MPa und eine Mindeststreckgrenze von etwa 786 MPa.
F: Kann TA7 bei kryogener Temperatur verwendet werden?
A: Ja, TA7 behält seine ausgezeichnete Zähigkeit bis zu etwa minus 196 Grad Celsius und wird für Kryotanks und Rohrleitungen verwendet.
F: Ist TA7 schweißbar?
A: Ja, die Voll-Alpha-Struktur lässt sich gut mit Schutzgas schweißen und erzeugt duktile Verbindungen.
F: Was ist die Betriebstemperaturgrenze von TA7?
A: TA7 behält im Dauerbetrieb eine nützliche Kriechfestigkeit bis zu etwa 480 Grad Celsius bei.
