{"id":13696,"date":"2019-09-27T06:58:31","date_gmt":"2019-09-27T06:58:31","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=13696"},"modified":"2020-05-07T07:20:55","modified_gmt":"2020-05-07T07:20:55","slug":"structure-and-classification-of-titanium-alloys","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/estrutura-e-classificacao-de-ligas-de-titanio\/","title":{"rendered":"Estrutura e Classifica\u00e7\u00e3o de Ligas de Tit\u00e2nio"},"content":{"rendered":"
\n

Conhecimento b\u00e1sico de tit\u00e2nio<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

O tit\u00e2nio \u00e9 um importante metal estrutural desenvolvido na d\u00e9cada de 1950. As ligas de tit\u00e2nio s\u00e3o amplamente utilizadas em v\u00e1rios campos devido \u00e0 sua alta resist\u00eancia espec\u00edfica, boa resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o e alta resist\u00eancia ao calor. Muitos pa\u00edses do mundo reconheceram a import\u00e2ncia dos materiais de liga de tit\u00e2nio e os estudaram e desenvolveram sucessivamente, e obtiveram aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica. O tit\u00e2nio \u00e9 o quarto elemento B da tabela peri\u00f3dica. Parece a\u00e7o e tem um ponto de fus\u00e3o de 1 672 C. \u00c9 um metal refrat\u00e1rio. O tit\u00e2nio \u00e9 abundante na crosta, muito mais alto que os metais comuns, como Cu, Zn, Sn e Pb. Os recursos de tit\u00e2nio na China s\u00e3o extremamente abundantes. Somente na magnetita de van\u00e1dio-tit\u00e2nio superdimensionada descoberta na \u00e1rea de Panzhihua, prov\u00edncia de Sichuan, as reservas de tit\u00e2nio associadas totalizam cerca de 420 milh\u00f5es de toneladas, o que \u00e9 pr\u00f3ximo ao total de reservas provadas de tit\u00e2nio no exterior. As ligas de tit\u00e2nio podem ser divididas em ligas resistentes ao calor, ligas de alta resist\u00eancia, ligas resistentes \u00e0 corros\u00e3o (ligas Ti-Mo, Ti-Pd, etc.), ligas de baixa temperatura e ligas funcionais especiais (materiais de armazenamento de hidrog\u00eanio Ti-Fe e mem\u00f3ria Ti-Ni ligas).<\/p>\n\n\n\n

<\/strong>Elementos da liga de tit\u00e2nio <\/h2>\n\n\n\n

As ligas de tit\u00e2nio s\u00e3o ligas \u00e0 base de tit\u00e2nio e adicionadas com outros elementos. O tit\u00e2nio possui dois tipos de cristais heterog\u00eaneos homog\u00eaneos: alfa-tit\u00e2nio com estrutura hexagonal densa abaixo de 882 C e beta-tit\u00e2nio com estrutura c\u00fabica centrada no corpo acima de 882 C. Os elementos de liga podem ser divididos em tr\u00eas categorias de acordo com sua influ\u00eancia na temperatura de transforma\u00e7\u00e3o de fase: 1. Os elementos que estabilizam a fase alfa e aumentam a temperatura de transforma\u00e7\u00e3o da fase s\u00e3o elementos est\u00e1veis alfa, incluindo alum\u00ednio, carbono, oxig\u00eanio e nitrog\u00eanio. Entre eles, o alum\u00ednio \u00e9 o principal elemento de liga de tit\u00e2nio. Tem um efeito \u00f3bvio na melhoria da resist\u00eancia \u00e0 temperatura ambiente e alta temperatura, reduzindo a gravidade espec\u00edfica e aumentando o m\u00f3dulo el\u00e1stico da liga. (2) A fase beta est\u00e1vel e a temperatura de transi\u00e7\u00e3o de fase decrescente s\u00e3o elementos est\u00e1veis beta, que podem ser divididos em dois tipos: isom\u00f3rfico e eutectoide. O primeiro inclui molibd\u00eanio, ni\u00f3bio e van\u00e1dio, enquanto o \u00faltimo inclui cromo, mangan\u00eas, cobre, ferro e sil\u00edcio. (3) Elementos neutros, como zirc\u00f4nio e estanho, t\u00eam pouco efeito na temperatura de transi\u00e7\u00e3o de fase.<\/p>\n\n\n\n

Oxig\u00eanio, nitrog\u00eanio, carbono e hidrog\u00eanio s\u00e3o as principais impurezas das ligas de tit\u00e2nio. O oxig\u00eanio e o nitrog\u00eanio t\u00eam maior solubilidade na fase alfa, que tem um efeito significativo de fortalecimento na liga de tit\u00e2nio, mas reduz sua plasticidade. O teor de oxig\u00eanio e nitrog\u00eanio no tit\u00e2nio \u00e9 geralmente estipulado como abaixo de 0,15-0,2% e 0,04-0,05%, respectivamente. A solubilidade do hidrog\u00eanio na fase alfa \u00e9 muito pequena. O excesso de hidrog\u00eanio dissolvido na liga de tit\u00e2nio produzir\u00e1 hidreto, o que torna a liga quebradi\u00e7a. Normalmente, o teor de hidrog\u00eanio nas ligas de tit\u00e2nio \u00e9 controlado abaixo de 0,015%. A dissolu\u00e7\u00e3o do hidrog\u00eanio em tit\u00e2nio \u00e9 revers\u00edvel.<\/p>\n\n\n\n

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classifica\u00e7\u00e3o<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

O tit\u00e2nio \u00e9 um is\u00f4mero com um ponto de fus\u00e3o de 1720 (?) C e uma estrutura de treli\u00e7a hexagonal densa a temperaturas abaixo de 882 (?), Que \u00e9 chamado de alfa-tit\u00e2nio, e uma estrutura de treli\u00e7a c\u00fabica centrada no corpo a temperaturas acima de 882 (?) C , que \u00e9 chamado beta-tit\u00e2nio. Ligas de tit\u00e2nio com diferentes microestruturas podem ser obtidas adicionando elementos de liga apropriados para alterar gradualmente a temperatura de transforma\u00e7\u00e3o de fase e o conte\u00fado da fase. As ligas de tit\u00e2nio t\u00eam tr\u00eas tipos de estruturas matriciais \u00e0 temperatura ambiente. As ligas de tit\u00e2nio tamb\u00e9m podem ser divididas em tr\u00eas categorias: ligas alfa, ligas (alfa + beta) e ligas beta. A China \u00e9 representada por TA, TC e TB, respectivamente.<\/p>\n\n\n\n

Liga de tit\u00e2nio alfa<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

\u00c9 uma liga monof\u00e1sica que consiste em solu\u00e7\u00e3o s\u00f3lida de fase alfa. \u00c9 fase alfa tanto na temperatura geral quanto na temperatura de aplica\u00e7\u00e3o pr\u00e1tica mais alta. Possui estrutura est\u00e1vel, maior resist\u00eancia ao desgaste e forte resist\u00eancia \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o do que o tit\u00e2nio puro. Sua for\u00e7a e resist\u00eancia \u00e0 flu\u00eancia s\u00e3o mantidas a temperaturas de 500 600 C, mas n\u00e3o podem ser refor\u00e7adas por tratamento t\u00e9rmico, e sua for\u00e7a \u00e0 temperatura ambiente n\u00e3o \u00e9 alta.<\/p>\n\n\n\n

Liga de tit\u00e2nio beta<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

\u00c9 uma liga monof\u00e1sica composta de solu\u00e7\u00e3o s\u00f3lida em fase beta. Possui alta resist\u00eancia sem tratamento t\u00e9rmico. Ap\u00f3s a t\u00eampera e o envelhecimento, a liga \u00e9 refor\u00e7ada e sua resist\u00eancia \u00e0 temperatura ambiente pode chegar a 1372-1666 MPa. No entanto, sua estabilidade t\u00e9rmica \u00e9 baixa e n\u00e3o \u00e9 adequada para uso em alta temperatura.<\/p>\n\n\n\n

Liga de tit\u00e2nio alfa + beta<\/strong><\/strong><\/h3>\n\n\n\n

\u00c9 uma liga bif\u00e1sica com boas propriedades abrangentes, boa estabilidade estrutural, boa tenacidade, plasticidade e propriedades de deforma\u00e7\u00e3o a alta temperatura. Pode ser processado sob press\u00e3o quente e fortalecido por resfriamento e envelhecimento. Ap\u00f3s o tratamento t\u00e9rmico, a resist\u00eancia aumenta em 50%-100% em compara\u00e7\u00e3o com o estado de recozimento, e a resist\u00eancia \u00e0 alta temperatura pode funcionar por um longo tempo na temperatura de 400 500 e sua estabilidade t\u00e9rmica \u00e9 inferior \u00e0 da liga de tit\u00e2nio alfa.<\/p>\n\n\n\n

Entre os tr\u00eas tipos de ligas de tit\u00e2nio, a liga alfa-tit\u00e2nio e a liga alfa + beta-tit\u00e2nio s\u00e3o mais comumente usadas; A liga alfa-tit\u00e2nio possui a melhor usinabilidade, seguida pela liga alfa + beta-tit\u00e2nio e liga beta-tit\u00e2nio. C\u00f3digo da liga alfa-tit\u00e2nio TA, c\u00f3digo da liga beta-tit\u00e2nio TB, c\u00f3digo da liga alfa + beta-tit\u00e2nio TC.<\/p>\n\n\n\n

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Aplica\u00e7\u00e3o de liga de tit\u00e2nio<\/h2>\n\n\n\n

As ligas de tit\u00e2nio podem ser divididas em ligas resistentes ao calor, ligas de alta resist\u00eancia, ligas resistentes \u00e0 corros\u00e3o (ligas Ti-Mo, Ti-Pd, etc.), ligas de baixa temperatura e ligas funcionais especiais (materiais de armazenamento de hidrog\u00eanio Ti-Fe e mem\u00f3ria Ti-Ni ligas). A composi\u00e7\u00e3o e as propriedades das ligas t\u00edpicas s\u00e3o mostradas na tabela.<\/p>\n\n\n\n

Diferentes composi\u00e7\u00f5es e estruturas de fases podem ser obtidas ajustando o processo de tratamento t\u00e9rmico. Geralmente, acredita-se que a estrutura equiaxial fina tenha melhor plasticidade, estabilidade t\u00e9rmica e resist\u00eancia \u00e0 fadiga; estrutura acicular tem maior resist\u00eancia, resist\u00eancia \u00e0 flu\u00eancia e tenacidade \u00e0 fratura; estrutura mista equiaxial e acicular possui melhores propriedades abrangentes.<\/p>\n\n\n\n

As ligas de tit\u00e2nio possuem alta resist\u00eancia, baixa densidade, boas propriedades mec\u00e2nicas, boa tenacidade e resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o. Al\u00e9m disso, a liga de tit\u00e2nio apresenta baixo desempenho tecnol\u00f3gico e corte dif\u00edcil. \u00c9 f\u00e1cil absorver impurezas como hidrog\u00eanio, oxig\u00eanio, nitrog\u00eanio e carbono no trabalho a quente. Tamb\u00e9m h\u00e1 baixa resist\u00eancia ao desgaste e processo de produ\u00e7\u00e3o complexo. A produ\u00e7\u00e3o industrializada de tit\u00e2nio come\u00e7ou em 1948. Com o desenvolvimento da ind\u00fastria da avia\u00e7\u00e3o, a ind\u00fastria de tit\u00e2nio est\u00e1 crescendo a uma taxa m\u00e9dia de 8% por ano. Atualmente, a produ\u00e7\u00e3o anual de materiais de processamento de liga de tit\u00e2nio no mundo atingiu mais de 40.000 toneladas e existem quase 30 tipos de tipos de liga de tit\u00e2nio. As ligas de tit\u00e2nio mais usadas s\u00e3o Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) e tit\u00e2nio puro industrial (TA1, TA 2 e TA3).<\/p>\n\n\n\n

A liga de tit\u00e2nio \u00e9 usada principalmente na fabrica\u00e7\u00e3o de pe\u00e7as de compressores de motores de aeronaves, seguidas por foguetes, m\u00edsseis e aeronaves de alta velocidade. Em meados da d\u00e9cada de 1960, o tit\u00e2nio e suas ligas foram usados na ind\u00fastria em geral para fabricar eletrodos na ind\u00fastria de eletr\u00f3lise, condensadores em usinas de energia, aquecedores para refino de petr\u00f3leo e dessaliniza\u00e7\u00e3o da \u00e1gua do mar e dispositivos de controle da polui\u00e7\u00e3o ambiental. O tit\u00e2nio e suas ligas se tornaram um tipo de material estrutural resistente \u00e0 corros\u00e3o. Al\u00e9m disso, tamb\u00e9m \u00e9 usado para produzir materiais de armazenamento de hidrog\u00eanio e moldar ligas com mem\u00f3ria.<\/p>\n\n\n\n

O tit\u00e2nio e as ligas de tit\u00e2nio foram estudados em 1956 na China e a produ\u00e7\u00e3o industrializada de materiais de tit\u00e2nio e ligas de TB2 foi desenvolvida em meados da d\u00e9cada de 1960.<\/p>\n\n\n\n

A liga de tit\u00e2nio \u00e9 um novo material estrutural importante usado na ind\u00fastria aeroespacial. Sua gravidade, resist\u00eancia e temperatura de servi\u00e7o espec\u00edficas est\u00e3o entre alum\u00ednio e a\u00e7o, mas possui alta resist\u00eancia espec\u00edfica e excelente resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o pela \u00e1gua do mar e desempenho de temperatura ultra baixa. Em 1950, os EUA usaram o bombardeiro de ca\u00e7a F-84 pela primeira vez como componentes sem carga, como placa de isolamento t\u00e9rmico da fuselagem traseira, cap\u00f4 do guia de ar e cap\u00f4 traseiro. Desde a d\u00e9cada de 1960, o uso de ligas de tit\u00e2nio mudou da fuselagem traseira para a fuselagem m\u00e9dia, substituindo parcialmente o a\u00e7o estrutural para fabricar componentes importantes de suporte de carga, como parti\u00e7\u00f5es, vigas, abas e escorregadores. A quantidade de liga de tit\u00e2nio usada em aeronaves militares aumenta rapidamente, atingindo 20%-25% do peso da estrutura da aeronave. As ligas de tit\u00e2nio s\u00e3o amplamente utilizadas em aeronaves civis desde a d\u00e9cada de 1970. Por exemplo, a quantidade de tit\u00e2nio usada em aeronaves Boeing 747 \u00e9 superior a 3640 kg. O tit\u00e2nio para aeronaves com n\u00famero Mach menor que 2,5 \u00e9 usado principalmente para substituir o a\u00e7o, a fim de reduzir o peso estrutural. Por exemplo, as aeronaves de reconhecimento de alta velocidade e alta velocidade SR-71 dos Estados Unidos (n\u00famero Mach 3, altitude 26.212 metros), o tit\u00e2nio foram respons\u00e1veis por 93% do peso estrutural da aeronave, conhecido como aeronave "all-titanium". Quando a taxa de empuxo do motor aeron\u00e1utico aumenta de 4 para 6 para 8 para 10 e a temperatura de sa\u00edda do compressor aumenta de 200 para 300 graus C a 500 a 600 graus C, o disco e a l\u00e2mina originais do compressor de baixa press\u00e3o, feitos de o alum\u00ednio deve ser substitu\u00eddo por uma liga de tit\u00e2nio ou o disco e a l\u00e2mina do compressor de alta press\u00e3o, feitos de liga de tit\u00e2nio em vez de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, para reduzir o peso estrutural. Na d\u00e9cada de 1970, a quantidade de liga de tit\u00e2nio usada nos motores aeron\u00e1uticos representava geralmente 20%-30% do peso total da estrutura. Foi usado principalmente para fabricar componentes de compressores, como ventiladores de tit\u00e2nio forjados, discos e p\u00e1s de compressor, carca\u00e7a de compressor de tit\u00e2nio fundido, carca\u00e7a intermedi\u00e1ria, carca\u00e7a de rolamentos, etc. A espa\u00e7onave utiliza principalmente a alta for\u00e7a espec\u00edfica, a resist\u00eancia \u00e0 corros\u00e3o e a baixa temperatura da liga de tit\u00e2nio para fabricar v\u00e1rios vasos de press\u00e3o, tanques de combust\u00edvel, elementos de fixa\u00e7\u00e3o, correias para instrumentos, estruturas e cascas de foguetes. As soldas de chapa de liga de tit\u00e2nio tamb\u00e9m s\u00e3o usadas em sat\u00e9lites terrestres artificiais, m\u00f3dulo lunar, nave espacial tripulada e \u00f4nibus espaciais.<\/p>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Base knowledge of titanium Titanium is an important structural metal developed in the 1950s. Titanium alloys are widely used in various fields because of their high specific strength, good corrosion resistance and high heat resistance. Many countries in the world have recognized the importance of titanium alloy materials, and have successively studied and developed them,…<\/p>","protected":false},"author":2,"featured_media":19657,"comment_status":"closed","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/09\/1-1.png","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13696"}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=13696"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/13696\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19657"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=13696"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=13696"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=13696"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}