Ti48Al2Cr2Nb粉末 は、48%のチタン、2%のアルミニウム、2%のクロム、2%のニオブを粉末状で含むチタンアルミナイド合金組成物を指す。この高度な金属間合金は、高温での強度、耐クリープ性、耐酸化性の優れた組み合わせを示します。
本ガイドは、Ti48Al2Cr2Nb粉末の製造方法、主要特性、用途、仕様、使用上の注意点、サプライヤーの状況など、技術的な概要を説明しています。この合金粉末の使用を検討しているエンジニア、製品設計者、技術専門家のための参考資料として役立ちます。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の紹介
Ti48Al2Cr2Nbは、γ-TiAl金属間化合物をベースとするチタンアルミナイド合金の一種に属します。バランスの取れた組成により
- 高い強度対重量比
- 高温下でも機械的特性を維持
- 750℃までの耐酸化性
- ニッケル合金に比べて密度が低い
合金を微細な球状粉末に変換することで、高度な製造技術が可能になり、複雑なネット形状の部品を高い再現性で製造することができる。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の主な特性は以下の通り：
- 優れた流動性と充填密度で粉体加工に最適
- フル密度部品の製造能力
- 機械加工を最小限に抑えるニアネットシェイプ生産
- 気孔率が低く、完全性の高い部品
- 完成部品の一貫した品質と性能
Ti48Al2Cr2Nb 粉末 生産方法
Ti48Al2Cr2Nbは高度な粉末製造技術によって製造される：
- ガス噴霧 - 高圧不活性ガスを用いて溶融合金を均一な液滴に霧化し、球状粉末に凝固させる。これが主な製造方法である。
- プラズマ霧化 - 非常に高エネルギーのプラズマトーチが合金を溶融し、霧状にして、きれいな内部構造を持つ微粉末にする。
- 機械的合金化 - 元素金属粉末をボールミル粉砕し、粉末粒子の溶接、破砕、再溶接を繰り返して合金粉末を合成する。
ガスアトマイズにより、工業用途に理想的なカスタマイズ可能な粒度分布を持つ球状Ti48Al2Cr2Nb粉末を大量生産することができます。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の特性
バランスの取れた組成は、750℃までの高温用途に強度、耐クリープ性、硬度、耐酸化性の最適な組み合わせを提供する：
Ti48Al2Cr2Nb粉末の特性
| プロパティ | 価値 |
|---|---|
| 密度 | 3.7 g/cm3 |
| 融点 | 1460°C |
| 強さ | 500 MPa at 700°C |
| 弾性係数 | 150 - 180 GPa |
| 伸び | 1 – 2% |
| 硬度 | 350 HV |
| 耐酸化性 | 750℃まで優秀 |
この特性は、ステンレス鋼やニッケル合金の限界を超える高い応力と温度で使用される軽量航空宇宙部品に適している。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の用途
Ti48Al2Cr2Nbの高温能力と粉末としての加工性を利用した主な用途分野には、以下のようなものがある：
- 航空宇宙 - タービンブレード、排気部品、構造部品
- 自動車 - ターボチャージャーホイール、バルブ、コネクター
- 産業用ガスタービン - 燃焼器、ノズル、ローター
- 石油化学 - バルブ、継手、ファスナー
合金粉末によって可能になる製造技術には次のようなものがある：
- アディティブ・マニュファクチャリング（AM） - 選択的レーザー溶解と電子ビーム溶解
- 金属射出成形（MIM）
- 熱間静水圧プレス（HIP）
- コーティングおよび補修用レーザークラッディング
合金の特性と製造の柔軟性を組み合わせることで、溶製材では不可能な革新的な設計が可能になる。
Ti48Al2Cr2Nb 粉末仕様
Ti48Al2Cr2Nb粉末は、組成、粒度分布、形態、見掛け密度、流動性、微細構造によって特徴付けられる：
Ti48Al2Cr2Nb 粉末仕様
| パラメータ | 代表値 |
|---|---|
| 粒子径 | 10 - 45 μm |
| 粒子形状 | 球形 |
| サイズ分布 | D10、D50、D90 |
| 酸素含有量 | < 500 ppm |
| 窒素含有量 | < 100 ppm |
| 見かけ密度 | > 2.5 g/cm3 |
| タップ密度 | > 75% 固体密度 |
| 流量 | > 25秒/50g以上 |
| 構成 | Ti 48%、Al 2%、Cr 2%、Nb 2% |
これらの粉末の特性は、製造工程のパラメータ、部品の品質、完成部品の特性に直接影響する。
粒度分布
Ti48Al2Cr2Nb粉末 は、粒度によってさまざまな製造技術に適したグレードに分類される：
粒度によるTi48Al2Cr2Nb粉末の等級
| グレード | 粒子径範囲 | 典型的なプロセス |
|---|---|---|
| ファイン | 15-25 μm | AM、MIM |
| ミディアム | 25-45 μm | AM、HIP |
| 粗目 | 45-75 μm | レーザークラッディング |
- より微細なパウダーがより高い解像度と表面仕上げを実現
- より粗いパウダーは流動性が良く、発塵が少ない
粒子径は不活性ガス噴霧中に制御され、ふるい分けによって分類されます。様々な粒度分布が可能です。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の選び方
Ti48Al2Cr2Nb粉末を選択する際の主な検討事項は以下の通り：
- 申し込み - 動作条件、性能要件
- プロセスの互換性 - 粒子径、形態、粉末挙動
- 材料特性 - 純度、微細構造、密度
- 品質基準 - 一貫性、認証、サンプリング
- リードタイムと可用性 - ストック生産とカスタム生産
- 価格 - 必要量、グレード、追加試験
- サプライヤーの能力 - 合金/サイズの範囲、専門知識
材料、プロセス、コンポーネントの性能の最適なマッチングを確実にするために、粉末メーカーとの早期の連携を推奨する。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の加工
Ti48Al2Cr2Nb粉末は、特別な取り扱い上の注意が必要である：
- 酸化を防ぐため、不活性アルゴン雰囲気での使用を推奨します。
- 適切な換気と集塵の確保
- 火花を避けるため、導電性の容器や工具を使用する。
- すべての機器をアースして静電気を逃がす
- パウダーを湿気から守り、水素の吸収を防ぐ
- 手袋、呼吸マスク、保護服などの個人用保護具を着用する。
製品安全データシートに記載されているすべての安全注意事項を注意深く守ってください。
コスト分析 Ti48Al2Cr2Nb 粉末
先端合金であるTi48Al2Cr2Nb粉末は、一般的な合金よりも高価である：
- 価格は以下の通り。 1kgあたり$80～$120 現在
- 競合するチタンアルミナイドやニッケル合金に比べて低コスト
- ファイン・グレードはコーズ・グレードより高い
- 1000kgを超えると価格下落
- 需給変動の影響を受ける
- コストを正当化するには高い粉体利用率が必要
価格もまた、注文量、粒度分布、粉末の品質と特性、サンプリング／試験要件、および納期によって異なります。
Ti48Al2Cr2Nb粉末のサプライヤー
Ti48Al2Cr2Nb粉末の主な世界的サプライヤーは以下の通りである：
- AP&C（カナダ）
- サンドビック・オスプレイ（英国）
- TLSテクニク（ドイツ）
- CNPCパウダーグループ（中国）
- AMGスーパーアロイ（米国）
これらの企業は、ASTM B849組成規格に準拠したガスアトマイズTi48Al2Cr2Nbを様々な粒度分布で提供しています。在庫品と特注品の両方があります。
サプライヤーを選ぶ際には、能力、経験、テスト、品質システム、顧客サービスを慎重に評価する。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の将来展望
Ti48Al2Cr2Nb粉末技術の新たな動向には、以下のようなものがある：
- 軽量化のため、航空宇宙エンジンや機体に幅広く採用
- 新合金の改良で使用温度を向上
- 粉体ハンドリングの自動化と品質管理対策
- AMと従来の手法を組み合わせた設計最適化
- 過酷な石油・ガス環境での使用
- 原子力システムへの応用
チタンアルミナイド合金粉末の進歩は、極端な温度や軽量の用途における可能性を広げるだろう。
Ti48Al2Cr2Nb粉末の要点
- 優れた強度と750℃までの耐酸化性を持つ金属間合金
- 不活性ガスアトマイズにより微細な球状粉末に製造
- 競合する超合金と比較して低密度
- 主に航空宇宙、自動車用タービン、高温部品に使用
- パウダーは高度な製造技術と複雑な形状を可能にする
- 粒度分布はプロセス適合性のために選択されなければならない
- 管理された取り扱いと不活性雰囲気が必要
- 一般的な合金粉末より高価だが、代替品より低コスト
- 世界有数のサプライヤーは、様々なサイズのグレードを提供することができる。
Ti48Al2Cr2Nb粉末は、温度耐性、粉末製造によるプロセスの柔軟性、軽量強度の優れた組み合わせを提供します。継続的な採用は、より高性能で効率的なエンジン設計をサポートする。
よくあるご質問
Q: Ti48Al2Cr2Nb粉末は何に使用されますか？
A: ブレード、ホイール、ノズルなどの航空宇宙および自動車用タービン部品に主に使用される。
Q: このパウダーはどのような製造工程で使用されるのですか？
A: 主に積層造形と金属射出成形。レーザークラッディングや熱間静水圧プレスにも使用される。
Q: この合金粉末の主な利点は何ですか？
A: ステンレス鋼やニッケル合金を超える高温耐性、低密度、良好な耐酸化性、複雑なネットシェイプ部品の製造能力。
Q: Ti48Al2Cr2Nb粉末はどのように作られるのですか？
A: 主にガスアトマイズで、高圧の不活性ガスが小さな溶融液滴を形成し、それが凝固して粉末加工に理想的な球状の粒子になる。
Q: アディティブ・マニュファクチャリングに推奨される粒子径は？
A: AMでは通常、良好な解像度、表面、材料特性を得るために15～25ミクロンの微粒子が使用されます。
Q: Ti48Al2Cr2Nb粉末は高価ですか？
A: はい、一般的な合金粉末よりは高価ですが、同じ用途で使用される競合のニッケル超合金よりは低価格です。
Q：安全衛生上のリスクは？
A: 反応性のある微粉末は、不活性雰囲気での取り扱いと、SDSに従った呼吸対策、火災/爆発防止対策が必要です。
Q：このパウダーはどのような規格に適合していますか？
A: ASTM B849は化学組成を規定しています。その他のASTMとMPIFの規格は、粉末の特性と試験手順をカバーしています。
Q: Ti48Al2Cr2Nb粉末はどこで入手できますか？
A: 世界の主要サプライヤーには、AP&C、Sandvik Osprey、TLS Technik、CNPC、AMG Superalloysなどがあり、様々な適格グレードを供給することができます。
Q: Ti48Al2Cr2Nb粉末は生体インプラントに使用されますか？
A: いいえ、チタン等級5と23の粉末の方が生体適合性インプラントに適しています。この合金は高温での機械的特性に最適化されています。
