Titanové slitiny · beta zliatina

Grade 21 (Beta 21S, Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si)

Metastabilní beta slitina s výjimečnou odolností proti oxidaci a působení hydraulických kapalin, určená na tenké plechy pro letecké motory.

titan
grade 21
beta
Beta 21S
oxidácia

Popis materiálu

Grade 21 (Beta 21S, Ti-15Mo-3Nb-3Al-0.2Si) je titánová zliatina. Hlavné zložky: Ti 76–81,2 %, Mo 14–16 %, Al 2,5–3,5 %. Typické hodnoty: pevnosť v ťahu 890–1340 MPa, medza klzu 870–1170 MPa, ťažnosť 9,0–17 %. Interval tavenia 1690–1740 °C, max. prevádzková teplota (mechanická) 310 °C, tepelná vodivosť 7,5 W/(m·K). Hodnoty sú orientačné a pokrývajú bežné stavy dodania; presné parametre závisia od normy a spracovania.

Mechanické a fyzikální vlastnosti

Hustota

5,4 g/cm³

Teplota tání

1690–1740 °C

Pevnost v tahu (Rm)

890–1340 MPa

Mez kluzu (Rp0,2)

870–1170 MPa

Tažnost (A)

9,0–17 %

Tepelná vodivost

7,5 W/(m·K)

Max. provozní T

310 °C

Modul pružnosti (E)

140 GPa

Hodnoty sú orientačné (typické priemery). Presné hodnoty závisia od stavu, tepelného spracovania a konkrétnej normy.

Chemické složení

Ti 76–81,2 %, Mo 14–16 %, Al 2,5–3,5 %, Nb 2,2–3,2 %, Si 0,15–0,25 %, Fe 0–0,4 %, O 0–0,17 %, C 0–0,050 %, N 0–0,030 %, H 0–0,015 %, zvyšky 0–0,4 %

Označení

EN / DIN
neuvedené
ASTM / AISI / UNS
UNS R58210 / ASTM B265 Gr 21
ČSN
neuvedené

Typické použití

  • kryty a pláště proudových motorů
  • výfukové systémy letadel
  • kompozitní hybridní struktury

Hlavní vlastnosti

  • vysoká oxidační odolnost
  • stabilita do ~565 °C
  • výborná tvárnost plechů

Zpracování

Obrobitelnost

velmi náročná

Svařitelnost

dobrá

Povrchové úpravy

morenie
pasivácia

Dostupnost a cena

Dostupnost

specializovaná

Cena

velmi vysoká

Typické zpracování

kování
válcování
CNC obrábění
svařování

Alternativy

R58150 Titanium (Ti-15Mo)

Titanium 6-7 (R56700)

Titanium 6-6-2 (3.7175, R56620)

Titanium 4-4-2 (3.7185)

Obrábění (CNC parametry)

Obrobitelnost

náročná

Řezná rychlost

30–60 m/min (karbid) pri α+β zliatinách, 50–90 m/min pri čistom titáne

Nástroj

ostrý nepovlakovaný alebo PVD povlakovaný karbid, pozitívna geometria

Chlazení

vysokotlaková emulzia, nikdy nie nasucho

Titán zle odvádza teplo a lepí sa na nástroj — používajte nízke rezné rýchlosti, vyšší posuv a tuhé upnutie. Triesky sú horľavé.

Svařování

Svařitelnost

dobrá (v ochrannej atmosfére)

Předehřev

nie je potrebný

Přídavný materiál

prídavný materiál zodpovedajúceho typu (ERTi-x)

Vhodné metódy

TIG
plazma
laser
elektrónový lúč

Zvar a okolie treba chrániť argónom aj z koreňovej strany až do vychladnutia pod ~400 °C, inak titán skrehne (sfarbenie = kontaminácia).

Povrchové úpravy

eloxovanie titánu

vhodné

farebné oxidické vrstvy, zvýšenie odolnosti

tryskanie / pieskovanie

vhodné

leštění

vhodné

PVD povlaky

vhodné

zvýšenie oteruvzdornosti

pasivácia / morenie

vhodné

HF-HNO₃

Tepelné zpracování

Žíhání

žíhanie na odstránenie pnutia 480–650 °C vo vákuu alebo argóne

α a near-α zliatiny sa len žíhajú; α+β a β zliatiny sa dajú rozpúšťacie žíhať a starnúť na vyššiu pevnosť.

Srovnatelné třídy (ekvivalenty v normách)

NormaOznačenie
UNSR58210
ASTMGrade 21

Dostupnost a formy

tyč
plech
trubka
drát
výkovek

Cenová třída: €€€€

Špeciálne zliatiny sa často dodávajú na objednávku s minimálnym odberom — overte dostupnosť u dodávateľa.

Environmentální a bezpečnostní poznámky

  • zliatina je plne recyklovateľná; odrezky a triesky zbierajte oddelene podľa druhu, majú vysokú výkupnú hodnotu

Upozornění při zpracování

  • pri brúsení a zváraní zabezpečte odsávanie — prach a dym obsahujú oxidy kovov
  • titánové triesky a prach sú horľavé — nehaste vodou, používajte hasivo triedy D
Nezávazná poptávka