Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr (TA15)
Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr (TA15) का परिचय
Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr, जिसे आमतौर पर TA15 कहा जाता है, एक उच्च-मजबूती वाली alpha + beta टाइटेनियम मिश्रधातु है, जिसका उपयोग एयरोस्पेस, डिफेंस और पावर इंजीनियरिंग उद्योगों में व्यापक रूप से किया जाता है। यह उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी, उच्च थकान मजबूती और ऊँचे तापमान पर अच्छा क्रीप प्रतिरोध प्रदान करती है, जिससे यह कठिन परिस्थितियों में काम करने वाले संरचनात्मक कंपोनेंट्स के लिए आदर्श बनती है।
TA15 बेहतरीन strength-to-weight अनुपात और थर्मल लोड के तहत स्थिरता प्रदर्शित करता है। ये गुण इसे महत्वपूर्ण CNC मशीन किए गए टाइटेनियम पार्ट्स के लिए उपयुक्त बनाते हैं, विशेषकर जब इन्हें उच्च-परिशुद्धता CNC मशीनिंग सेवाओं के साथ बनाया जाता है, जो एयरोस्पेस संरचनाओं, इंजन माउंट्स और सपोर्ट फ्रेम्स के लिए कड़े टॉलरेंस और स्थिर गुणवत्ता सुनिश्चित करती हैं।
Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr (TA15) के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
टाइटेनियम (Ti) | शेष | जंग प्रतिरोध और संरचनात्मक मजबूती प्रदान करने वाला बेस तत्व |
एल्युमिनियम (Al) | 6.0–7.0 | अल्फा स्टेबलाइज़र जो उच्च तापमान पर मजबूती बढ़ाता है |
मोलिब्डेनम (Mo) | 0.8–1.2 | बीटा स्टेबलाइज़र, क्रीप और थकान प्रतिरोध बढ़ाता है |
वैनेडियम (V) | 0.8–1.2 | मजबूती और फेज स्थिरता बढ़ाता है |
ज़िरकोनियम (Zr) | 1.8–2.2 | क्रीप प्रतिरोध और थर्मल स्थिरता को बढ़ावा देता है |
ऑक्सीजन (O) | ≤0.15 | मजबूती बढ़ाती है लेकिन डक्टिलिटी को प्रभावित करती है |
लोहा (Fe) | ≤0.30 | अवशिष्ट तत्व |
हाइड्रोजन (H) | ≤0.015 | एम्ब्रिटलमेंट रोकने के लिए कम रखा जाता है |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 4.52 g/cm³ | ASTM B311 |
गलनांक सीमा | 1600–1650°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 7.0 W/m·K (100°C पर) | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 1.65 µΩ·m (20°C पर) | ASTM B193 |
तापीय विस्तार | 8.6 µm/m·°C | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 560 J/kg·K (20°C पर) | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 115 GPa | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (सॉल्यूशन ट्रीटेड + एज्ड)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
टेंसाइल स्ट्रेंथ | 1000–1150 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 900–1050 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥8% | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 330–370 HB | ASTM E10 |
क्रीप प्रतिरोध | उत्कृष्ट | ASTM E139 |
थकान प्रतिरोध | उच्च | ASTM E466 |
Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr (TA15) की प्रमुख विशेषताएँ
उच्च संरचनात्मक मजबूती: टेंसाइल स्ट्रेंथ >1000 MPa और एयरोस्पेस-ग्रेड पार्ट्स के लिए उपयुक्त थकान मजबूती के साथ, TA15 भारी लोड वाले एयरफ्रेम स्ट्रक्चर्स के लिए आदर्श है।
थर्मल और ऑक्सिडेशन प्रतिरोध: मिश्रधातु 500°C तक संरचनात्मक अखंडता बनाए रखती है, लंबी अवधि की सेवा के दौरान विकृति और ऑक्सिडेशन का प्रतिरोध करती है।
अच्छी वेल्डेबिलिटी: उचित पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट के बाद TA15 को पारंपरिक विधियों से वेल्ड किया जा सकता है, और यांत्रिक गुणों पर न्यूनतम प्रभाव पड़ता है।
उत्कृष्ट थकान आयु: नियर-अल्फा माइक्रोस्ट्रक्चर हेलीकॉप्टर रोटर्स और विमान इंजन माउंट्स जैसी डायनामिक एप्लिकेशन्स में लंबे समय तक सेवा का समर्थन करता है।
TA15 टाइटेनियम के लिए CNC मशीनिंग की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
कम तापीय चालकता: अन्य टाइटेनियम मिश्रधातुओं की तरह, TA15 टूल–चिप इंटरफेस पर ऊष्मा जमा करता है, जिससे टूल वियर और थर्मल डिस्टॉर्शन बढ़ता है।
वर्क हार्डनिंग और इलास्टिक रिकवरी: यह मिश्रधातु तेज़ी से वर्क और हार्डन होती है, और अपने 115 GPa इलास्टिक मॉड्यूलस के कारण स्प्रिंग बैक दिखाती है, जिससे प्रिसिजन फिनिशिंग प्रभावित होती है।
टूल चिपकना: अपर्याप्त कूलिंग या खराब टूल ज्योमेट्री में TA15 कटिंग टूल्स से चिपकने लगता है, जिससे गैलिंग और सतह क्षति होती है।
एज नॉचिंग और चिप कंट्रोल: लगातार चिप बनने और नॉच वियर की वजह से अनुकूलित कटिंग ज्योमेट्री और कूलेंट रणनीति की आवश्यकता होती है।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | अनुशंसा | कारण |
|---|---|---|
टूल सामग्री | फाइन-ग्रेन कार्बाइड या PVD-कोटेड इन्सर्ट्स | वियर प्रतिरोध और तापमान स्थिरता |
कोटिंग | AlTiN या TiSiN (≥4 µm) | गैलिंग रोकता है और टूल की आयु बढ़ाता है |
ज्योमेट्री | पॉज़िटिव रेक, गोल किनारा | ऊष्मा और कटिंग फोर्स कम करता है |
कटिंग स्पीड | 20–50 m/min | थर्मल लोड नियंत्रित करता है |
फीड रेट | 0.10–0.25 mm/rev | चिप मोटाई बनाए रखता है |
कूलेंट | इमल्शन कूलेंट, ≥100 bar | कूलिंग और चिप निकासी बढ़ाता है |
Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr (TA15) कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुपालन)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 20–30 | 0.15–0.20 | 2.0–3.0 | 80–100 (थ्रू-टूल) |
फिनिशिंग | 45–60 | 0.05–0.10 | 0.2–0.5 | 100–150 |
TA15 टाइटेनियम पार्ट्स के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) संरचनात्मक अखंडता और थकान प्रतिरोध बढ़ाता है, विशेषकर एयरफ्रेम या टरबाइन कंपोनेंट्स में।
हीट ट्रीटमेंट में सामान्यतः 500–600°C के बीच एजिंग शामिल होती है ताकि फेज वितरण और क्रीप प्रतिरोध को अनुकूलित किया जा सके।
सुपरएलॉय वेल्डिंग बीटा-कम्पैटिबल फिलर और पोस्ट-वेल्ड स्ट्रेस रिलीफ के साथ प्रभावी होती है, जिससे अल्फा-केस बनने से बचाव होता है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC) गर्मी या ऑक्सिडेटिव वातावरण के संपर्क में आने वाले TA15 पार्ट्स की सुरक्षा करती है, विशेषकर एग्जॉस्ट सिस्टम्स में।
CNC मशीनिंग ±0.01 mm तक के कड़े टॉलरेंस के साथ संरचनात्मक कंपोनेंट्स के निर्माण का समर्थन करती है।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM) हार्डन TA15 पर बिना थर्मल वॉर्पिंग के माइक्रो-फीचर्स बनाने में सक्षम है।
डीप होल ड्रिलिंग प्रिसिजन बोर्स और कूलिंग चैनल्स के लिए आदर्श है, Ra ≤ 1.6 µm और L/D > 30:1 प्राप्त करती है।
मटेरियल परीक्षण में एयरोस्पेस और डिफेंस QA के लिए यांत्रिक, मेटालोग्राफिक, क्रीप और नॉन-डिस्ट्रक्टिव टेस्टिंग शामिल होती है।
मटेरियल परीक्षण और विश्लेषण
TA15 मिश्रधातु कंपोनेंट्स का सत्यापन टेंसाइल और क्रीप टेस्टिंग, थकान विश्लेषण, फेज माइक्रोस्ट्रक्चर मूल्यांकन (SEM/XRD), तथा AMS या GB मानकों के अनुसार अल्ट्रासोनिक या एडी करंट NDT के माध्यम से किया जाता है।
Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr (TA15) के औद्योगिक अनुप्रयोग
एयरोस्पेस: उच्च थकान प्रतिरोध की आवश्यकता वाले संरचनात्मक एयरफ्रेम पार्ट्स, इंजन पायलन्स और सपोर्ट बीम्स के लिए आदर्श।
डिफेंस: मिसाइल कंपोनेंट्स, रोटर सिस्टम्स और आर्मर्ड एयरोस्पेस सिस्टम्स में उपयोग।
पावर जेनरेशन: थर्मल स्ट्रेस के तहत टरबाइन डिस्क्स, डक्टिंग और प्रेशर-कंटेनमेंट हाउसिंग्स में लागू।
औद्योगिक उपकरण: हीट एक्सचेंजर हाउसिंग्स जैसे, चक्रीय तनाव और ऑक्सिडेशन के संपर्क में रहने वाले डायनामिक उपकरणों में समर्थन।
संबंधित ब्लॉग एक्सप्लोर करें
