Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Moは、550°C まで高い強度、耐酸化性、および耐クリープ性を発揮するように設計された準ベータチタン合金です。周期的な熱的および機械的負荷の下で作動する航空宇宙用タービンエンジン部品、アフターバーナー構造、およびミサイルシステムにおいて広く使用されています。
高度なチタン 3D プリンティングを通じて、Ti-6-2-4-6 はディスク、フレーム、ノズル部品などの幾何学的に複雑で軽量な部品の製造を可能にします。積層造形は性能を向上させ、重量を削減し、高性能アプリケーション向けのオンデマンド部品カスタマイズを実現します。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 類似グレード表
国/地域 | 規格 | グレードまたは呼称 |
|---|---|---|
米国 | UNS | R56620 |
米国 | AMS | AMS 4981 |
中国 | GB | TA19B |
ロシア | GOST | VT22（派生種） |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 包括的特性表
カテゴリ | 特性 | 値 |
|---|---|---|
物理的特性 | 密度 | 4.65 g/cm³ |
融点範囲 | 1610–1660°C | |
熱伝導率 (20°C) | 6.1 W/(m·K) | |
熱膨張係数 (20–500°C) | 8.9 µm/(m·K) | |
化学組成 (%) | チタン (Ti) | 残部 |
アルミニウム (Al) | 5.5–6.5 | |
スズ (Sn) | 1.8–2.2 | |
ジルコニウム (Zr) | 3.8–4.2 | |
モリブデン (Mo) | 5.5–6.5 | |
酸素 (O) | ≤0.15 | |
機械的特性 | 引張強さ | ≥1100 MPa |
降伏強さ (.2%) | ≥1000 MPa | |
破断伸び | ≥8% | |
ヤング率 | 112 GPa | |
硬さ (HRC) | 34–40 |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo の 3D プリンティング技術
選択式レーザー溶融 (SLM)、直接金属レーザー焼結 (DMLS)、電子ビーム溶融 (EBM) を含む積層造形プロセスは、Ti-6-2-4-6 に最適です。これらの方法により、優れた耐熱性と寸法精度を備えた、高精度で荷重を支える部品の製造が可能になります。
適用可能プロセス表
技術 | 精度 | 表面品質 | 機械的特性 | 適用用途 |
|---|---|---|---|---|
SLM | ±0.05–0.2 mm | 優れている | 優れている | タービン構造、エンジン部品 |
DMLS | ±0.05–0.2 mm | 非常に良い | 優れている | 機体構造、航空宇宙用ブラケット |
EBM | ±0.1–0.3 mm | 良い | 非常に良い | 大型・高温部品 |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 3D プリンティングプロセス選定原則
厳しい公差 (±0.05–0.2 mm)、微細な表面品質 (Ra 5–10 µm)、および優れた疲労耐性が求められる部品には、特にエンジンディスクや精密構造部品向けにSLMが理想的です。
DMLSは、強度、疲労耐久性、および幾何学的柔軟性が必要な部品（航空宇宙用補剛材や荷重支持ブラケットなど）に効果的です。
堅牢な熱的特性と中程度の精度 (±0.1–0.3 mm) が必要な大型・高質量部品については、高速造形能力と一貫した材料性能により、EBMが推奨されます。
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 3D プリンティングにおける主要な課題と解決策
印刷中の熱応力の蓄積は、変形や割れを引き起こす可能性があります。エンジニアリングされたサポート構造の適用と、900–950°C・100–150 MPa での熱間等方圧加圧 (HIP)処理により、応力を緩和し疲労寿命を向上させることができます。
気孔率は構造完全性を損なう可能性があります。250–400 W のレーザー出力設定と 600–900 mm/s の走査速度を組み合わせ、後工程で HIP 処理を施すことで、99.8% 以上の密度を実現できます。
表面粗さ (Ra 8–15 µm) は疲労特性と熱流効率に影響を与えます。CNC 加工および電解研磨による後処理を行うことで、Ra 0.4–1.0 µm を達成可能です。
粉末の酸化感受性に対応するため、機械的信頼性を維持するには、制御された保管および印刷環境（O₂ < 200 ppm、RH < 5%）が必要です。
産業応用シナリオと事例
Ti-6-2-4-6 は以下の分野で使用されています：
航空宇宙：ジェットエンジン部品、アフターバーナーリング、タービン支持構造。
防衛：ミサイル部品および超音速機体構造。
産業用タービン：ローター、マウント、耐圧ハウジング。
SLM で製造されたタービン支持リングに関する事例研究では、従来の鍛造品と比較して、重量が 22% 削減され、 цикリック負荷下での疲労寿命が 30% 向上することが示されました。
FAQs
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo の 3D プリンティングに最も適した用途は何ですか？
高温環境において、Ti-6-2-4-6 は Ti-6Al-4V と比較してどのように異なりますか？
Ti-6-2-4-6 部品に最適な 3D プリンティングプロセスはどれですか？
Ti-6-2-4-6 の積層造形においてどのような課題が発生し、どのように解決されますか？
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo 部品の性能を向上させる後処理技術にはどのようなものがありますか？
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