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Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al

航空宇宙および高性能部品の積層造形に適した、優れた強度重量比を持つ冷間成形可能なベータチタン合金。

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Alは、優れた冷間成形性、高い比強度、低い弾性係数を提供する準安定ベータチタン合金です。軽量化、溶接性、靭性が鍵となる航空宇宙およびモータースポーツ産業で広く使用されています。

先進的なチタン 3D プリンティングにより、Ti-15-3 は機体リブ、制御部品、高性能ブラケットなどの軽量で構造最適化された部品の製造を可能にし、エンジニアが材料廃棄物を削減しながら高効率で複雑な形状を実現することを可能にします。

Ti-15-3 相当牌号表

国/地域

規格

グレードまたは呼称

米国

UNS

R58153

米国

AMS

AMS 4914 / AMS 4916

ロシア

GOST

VT22L

中国

GB

TB3

Ti-15-3 包括的特性表

カテゴリ

特性

物理的特性

密度

4.72 g/cm³

融点範囲

1575–1640°C

熱伝導率 (20°C)

6.0 W/(m·K)

熱膨張率 (20–500°C)

8.8 µm/(m·K)

化学組成 (%)

チタン (Ti)

残量

バナジウム (V)

14.5–15.5

クロム (Cr)

2.5–3.5

スズ (Sn)

2.5–3.5

アルミニウム (Al)

2.5–3.5

機械的特性

引張強さ

≥1150 MPa

降伏強さ (.2%)

≥1100 MPa

破断伸び

≥10%

弾性係数

97 GPa

硬さ (HRC)

32–36

Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al の 3D プリンティング技術

Ti-15-3 は、選択的レーザー溶融 (SLM)、直接金属レーザー焼結 (DMLS)、電子ビーム溶融 (EBM) と互換性があります。これらのプロセスにより、複雑な構造と優れた機械的性能を持つベータ相チタン部品の精密製造が可能になります。

適用プロセス表

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

航空宇宙用リブ、薄肉フレーム

DMLS

±0.05–0.2 mm

非常に良い

優れている

モータースポーツ用ブラケット、コネクタ

EBM

±0.1–0.3 mm

良い

非常に良い

大型航空宇宙部品

Ti-15-3 3D プリンティングプロセス選定原則

SLMは、微細な形状、低歪み、厳密な寸法公差 (±0.05–0.2 mm) を持つ軽量航空宇宙用ブラケットに理想的です。

DMLSは、一貫した強度と適度な表面仕上げを持つ中規模ベータチタン部品の製造において柔軟性を提供します。

EBMは、精度要件が中程度 (±0.1–0.3 mm) で熱性能が重要である大型部品の印刷に適しています。

Ti-15-3 3D プリンティングの主要な課題と解決策

急激な熱サイクルによる残留応力は、最適化されたサポート構造と、850–900°C および 100–150 MPa での熱間等方圧加圧 (HIP)を使用して軽減でき、疲労強度と寸法安定性を向上させます。

気孔の形成は、微調整されたパラメータ(レーザー出力:250–350 W;走査速度:600–1000 mm/s)と HIP 処理によって最小化され、99.8% 以上の部品密度を達成します。

表面粗さ(Ra 8–15 µm)は疲労寿命と表面接触に影響を与える可能性があります。CNC 加工または電解研磨により、仕上げを Ra 0.4–1.0 µm に改善できます。

ベータ合金は酸素汚染に敏感です。制御された雰囲気(O₂ < 200 ppm、RH < 5%)下での取り扱いにより、延性と靭性が維持されます。

業界適用シナリオと事例

Ti-15-3 は、軽量かつ冷間成形可能なチタンが必要な分野で使用されています:

  • 航空宇宙:構造リブ、パネル、翼取付部、油圧配管。

  • モータースポーツ:サスペンションアーム、ブラケット、荷重支持コネクタ。

  • 産業:軽量ロボット部品および耐食性構造フレーム。

大手航空宇宙サプライヤーは SLM を使用して Ti-15-3 製胴体部品を生産し、22% の重量削減と 15% の疲労寿命向上を達成し、燃料効率と構造最適化をサポートしました。

よくある質問 (FAQs)

  1. 航空宇宙 3D プリンティングにおける Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al の主な利点は何ですか?

  2. Ti-15-3 合金に最も適した 3D プリンティング方法はどれですか?

  3. Ti-15-3 は延性と成形性の観点で Ti-6Al-4V と比較してどうですか?

  4. Ti-15-3 部品の性能を最適化するために必要な後処理は何ですか?

  5. ベータチタン合金の 3D プリンティングから最も恩恵を受ける業界はどこですか?

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