Lega per motori resistente al creep e all'ossidazione Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo
Il titanio 6-2-4-2 (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo) è una lega di titanio alfa-beta che può essere trattata termicamente per ottenere resistenze più elevate in sezioni di dimensioni maggiori rispetto al 6Al-4V grado 5. Tipicamente presente nei componenti forgiati, il materiale forgiato Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo dimostra maggiore resistenza, duttilità e un buona combinazione di fatica a basso numero di cicli e resistenza alla crescita delle crepe da fatica.
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo è stato sviluppato per gestire operazioni in applicazioni ad alta temperatura fino a 538 gradi (grado 1000,4 gradi F). Utilizzato negli stadi intermedi del compressore dei motori a turbina per dischi, pale, guarnizioni e altre parti della cellula. Questa lega ha una combinazione di eccellente robustezza e resistenza alla corrosione con saldabilità e fabbricabilità comparativamente buone.
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Composizione chimica
| Elemento | Contenuto (%) |
|---|---|
| Titanio, Ti | 83.785 - 87.24 |
| Alluminio, Al | 5.5 - 6.5 |
| Zirconio, Zr | 3.6 - 4.4 |
| Stagno, Sn | 1.8 - 2.2 |
| Molibdeno, Mo | 1.8 - 2.2 |
| Ferro, Fe | Inferiore o uguale a 0,25 |
| Ossigeno, O | Inferiore o uguale a 0,15 |
| Silicio, Si | 0.060 - 0.10 |
| Carbonio, C | Inferiore o uguale a 0,050 |
| Azoto, n | Inferiore o uguale a 0,050 |
| Idrogeno, H | Inferiore o uguale a 0,015 |
| Altro, ciascuno | Inferiore o uguale a 0,10 |
| Altro, totale | Inferiore o uguale a 0,30 |
Proprietà fisiche
| Proprietà | Metrico | Imperiale |
|---|---|---|
| Densità | 4,54 g/cm3 | 0,164 libbre/pollici3 |
| Punto di fusione | Inferiore o uguale a 1705 gradi | Inferiore o uguale a 3101 gradi F |
Proprietà meccaniche
| Proprietà | Metrico | Imperiale |
|---|---|---|
| Resistenza alla trazione | 1110MPa | 161000 PSI |
| Forza di rendimento | 1050MPa | 152000 PSI |
| Rapporto di Poisson | 0.325 | 0.325 |
| Modulo elastico | 118 GPa | 17100 ksi |
| Modulo di taglio | 44,5 GPa | 6450 ksi |
| Allungamento a rottura | 13% | 13% |
| Durezza, Brinell | 318 | 318 |
| Durezza, Knoop | 346 | 346 |
| Durezza, Rockwell C | 34 | 34 |
| Durezza, Vickers | 333 | 333 |
Proprietà termiche
| Proprietà | Metrico | Imperiale |
|---|---|---|
| Coefficiente di dilatazione termica (@0.000-100 gradi/32-212 gradi F) | 7,70 µm/m grado | 4,28 µpollici/pollici gradi F |
| Conduttività termica | 7 W/mK | 48,6 BTU pollici/ora.ft². grado F |
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Lavorabilità
Sebbene tenace, la lega di titanio Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo può essere lavorata utilizzando la giusta quantità di flusso di refrigerante, velocità lente e velocità di avanzamento elevate. Per la lavorazione di questa lega è necessario utilizzare utensili ad alta velocità e i tipi di utensili consigliati sono le denominazioni di carburo di tungsteno C1-C4 o a base di cobalto.
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Formare
La lega di titanio di grado 6Al 2Sn 4Zr 2Mo può essere formata a caldo o a freddo.
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Saldatura
La saldabilità della lega Ti-5Al-2.5Sn di grado 6 è considerata discreta.
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Trattamento termico
Il trattamento termico consigliato è Beta meno 14°C (25°F).
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Ricottura
La ricottura duplex di questo materiale può essere eseguita mantenendolo a 900 gradi (1670 gradi F) per 1/2 ora, raffreddando ad aria a 788 gradi (1465 gradi F) e nuovamente raffreddando ad aria. In caso di ricottura beta, il processo richiede il mantenimento a 1024 gradi (1900 gradi F) per 1/2 ora, il raffreddamento ad aria a 593 gradi (1100 gradi F) per 8 ore e infine il raffreddamento ad aria.
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Forgiatura
La forgiatura grezza può essere eseguita a 1038-1066 gradi (1929-1980 gradi F) e completata a 954-982 gradi (1770-1825 gradi F).
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Lavoro a caldo
La lavorazione a caldo migliora la duttilità complessiva del materiale.
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Lavoro a freddo
Le caratteristiche di lavorazione a freddo di questo materiale sono le stesse dell'acciaio inossidabile austenitico. Si consiglia la ricottura post-lavorazione per ri-ottenere proprietà prestazionali favorevoli.
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Invecchiamento
L'invecchiamento della lega di titanio di grado 6Al 2Sn 4Zr 2Mo può essere eseguito mantenendo il materiale a 538-593 gradi (1000-1100 gradi F) per 8 ore e quindi raffreddandolo ad aria.
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Applicazioni
La lega di titanio di grado 6Al 2Sn 4Zr 2Mo viene utilizzata nelle seguenti aree di applicazione:
- Parti in lamiera nei postcombustori e nelle sezioni calde della cellula
- Componenti del compressore della turbina a gas, ad esempio dischi, pale e giranti.
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