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.
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
Dostupnost a cena
Dostupnost
specializovaná
Cena
velmi vysoká
Typické zpracování
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
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
farebné oxidické vrstvy, zvýšenie odolnosti
tryskanie / pieskovanie
leštění
PVD povlaky
zvýšenie oteruvzdornosti
pasivácia / morenie
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)
| Norma | Označenie |
|---|---|
| UNS | R58210 |
| ASTM | Grade 21 |
Dostupnost a formy
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