Ti-13V-11Cr-3Al (TC11)

設計目的

TC11 は当初、α-β系グレードと比較して加工性を向上させつつ、中温域で卓越した強度と疲労安定性を維持できるチタン合金を提供するために設計されました。バナジウム、クロム、アルミニウムの慎重なバランスによりβ相が安定化し、冷間成形性、熱処理性、溶接性の向上が可能になっています。積層造形においては、この設計意図は、機械的負荷、熱サイクル、腐食性運用環境に耐えながら、構造性能を損なうことなく質量を削減することを可能にする、軽量化されトポロジー最適化された部品の創出へと進化しています。

化学組成（典型的な範囲）

物理的特性

機械的特性

主な材料特性

• 航空宇宙構造部品向けの非常に高い強度と優れた比強度

• 繰返し荷重および動応力下での卓越した疲労耐性

• 準安定βチタン合金としての出色的な成形性

• 機械的性能を調整するための熱処理に対する優れた反応性

• 航空宇宙および産業環境における酸化および腐食への高い耐性

• 中温域での安定した微細組織であり、エネルギーおよび航空部品に理想的

• 積層造形との優れた適合性により、薄肉および複雑な形状の実現が可能

• 選択的レーザー溶融後の良好的な溶接性と製造性

• 重要な荷重支持部品に適した高い破壊靭性

• 軽量かつトポロジー最適化された設計における強力な性能

各種工程における製造可能性

• 積層造形：パウダーベッド融合により、軽量かつ高強度構造の精密な製造が可能。Neway の専用チタン 3D プリンティングによって最適化されます。

• CNC 加工：βチタン合金には制御された切削パラメータが必要であり、先進的な超合金 CNC 加工能力によってサポートされます。

• 放電加工 (EDM)：超合金 EDMを通じて、複雑な流路や到達困難な形状の精密成形に対応可能です。

• 深穴あけ加工：専門的な深穴あけ加工ソリューションを使用して処理する場合、熱負荷下で安定した性能を発揮します。

• 熱処理：設計された超合金熱処理プロセスを通じて、多段階の時効処理および固溶処理に良好に反応します。

• 真空精密鋳造：一般的ではありませんが、特定のβチタン形状はチタン合金鋳造の原則に適合させることができます。

• 溶接：β安定化組成は、超合金溶接を使用した制御されたパラメータ下での高品質な接合をサポートします。

適切な後処理方法

• 気孔を除去し疲労性能を向上させるため、HIPによる熱間等方圧加圧

• 目標とする強度、延性、靭性を達成するための多段階熱処理

• 航空宇宙構造における寸法精度のための表面加工

• 荷重支持部品における表面粗さを低減するための研磨および仕上げ

• 高度な材料試験を用いた非破壊評価

• 積層造形後の粉末除去のための化学的および機械的洗浄

• 疲労性能を強化するためのショットピーニングまたは表面強化

一般的な業界および用途

• 航空宇宙用ファスナー、ブラケット、構造接続部

• 航空機用荷重支持リブ、フレーム、高応力リンク機構

• エネルギー部門向けタービン部品および耐圧部品

• 防衛および軍事用軽量構造アセンブリ

• 高強度かつ低質量が求められる自動車レース用部品

• 耐疲労性チタンソリューションを必要とする産業機械

この材料を選択すべき時期

• 極めて高い強度と耐疲労性能が必要な場合

• 航空宇宙またはエネルギー構造物用に軽量チタン合金が必要な場合

• 部品が繰返し荷重を受ける中温サービス条件に曝される場合

• トポロジー最適化または薄肉形状を積層造形で製造する必要がある場合

• α-β系チタン合金と比較して、成形性と熱処理性の向上が必要な場合

• 荷重能力を損なうことなく、重量削減が重要である場合

• 腐食性または酸化性環境において長期的な構造安定性が要求される場合

• 高精度アセンブリにとって溶接性と安定した機械的特性が不可欠である場合