Характеристики и области применения листового металла Beta 21S
Номинальный состав: Ti-15Mo-3Al-2.7Nb-0.2Si Основные характеристики (в сравнении с Ti-6Al-4V и Ti-15-3-3-3):
Отличная холодоформуемость: Холодная деформация в твердом состоянии может достигать 70–85%, что исключает необходимость использования горячеформовочных форм, подходит для сложных деталей из листового металла.
Высокотемпературная стойкость к окислению: Содержит Mo+Nb+Si, 500–590℃. Стойкость к окислению примерно в 100 раз выше, чем у промышленного чистого титана, обеспечивает длительную эксплуатацию при 480–540℃ (кратковременно до 600℃).
Выдающаяся коррозионная стойкость: Устойчивость к морской воде и средам, содержащим Cl⁻, и единственный титановый сплав, способный выдерживать коррозию от авиационного гидравлического масла (например, Skydrol).
Хорошая термическая стабильность: соответствует коэффициенту теплового расширения волокон металломатричного композита (ММК), подходит в качестве матрицы для титановых матричных композитов.
Свариваемость: может использоваться с TIG/EBW/LBW, прочность восстанавливается после сварки и старения. Содержит 15% Mo, склонен к композиционной сегрегации, что затрудняет выплавку больших слитков; обрабатываемость средняя (сопоставима с высокопрочными титановыми сплавами).
Характеристики основного материала (уникальные преимущества листового металла):
1. Превосходная стойкость к высокотемпературному окислению (ключевое преимущество): добавление Si + система с высоким содержанием Mo/Nb обеспечивает стойкость к окислению более чем в 10 раз выше, чем у промышленного чистого титана; не подвергается сильному окислению или отслаиванию даже после длительной эксплуатации при 500℃, решая проблему легкого окисления и хрупкости традиционных титановых сплавов при температуре выше 400℃.
2. Превосходная формуемость в холодном и горячем состоянии (главное преимущество листового металла): высокая пластичность при комнатной температуре, позволяющая осуществлять однократную формовку, глубокую вытяжку, гибку, вращение и изготовление сложных криволинейных листов; возможность холодной прокатки до сверхтонкой титановой фольги, подходящей для укладки титановых композитов (ТМК); отличная свариваемость, отсутствие трещин при аргонодуговой сварке и упрочнение при старении после сварки.
3. Превосходная устойчивость к коррозионным средам
Полностью устойчив к гидравлическому маслу Skydrol на основе фосфата, используемому в аэрокосмической промышленности (отсутствие коррозии и утечек при высоких температурах); коррозионная стойкость в морской воде, кислотах, щелочах, авиационном топливе и водяном паре значительно превосходит стойкость обычных α-β титановых сплавов; двойные стабилизирующие элементы Mo+Nb повышают устойчивость к точечной и щелевой коррозии на 1–2 порядка.
4. Низкий коэффициент теплового расширения + высокая термостойкость
Термическая стабильность достигает 816℃ (температура приготовления композитного материала), с минимальной деформацией размеров при высоких температурах, подходит для высокотемпературных воздуховодов двигателей и теплозащитных экранов.
5. Преимущества биосовместимости (по сравнению с Ti6Al4V)
Не содержит ванадия (V — токсичный элемент), содержит только Mo/Nb/Al/Si, что приводит к снижению цитотоксичности; низкий модуль упругости 52 ГПа, близкий к модулю упругости кортикальной кости человека, значительно снижает эффект экранирования напряжений после имплантации, что делает его популярным материалом для ортопедических имплантатов.