Serbuk TiAl2

Paduan TiAl2 dianggap sebagai material canggih yang cocok untuk aplikasi pada industri kedirgantaraan, otomotif, kelautan, kimia dan pembangkit listrik di mana kondisi operasi memerlukan kinerja tinggi di bawah tekanan termal dan mekanis.

Beberapa ciri utama bubuk TiAl2 meliputi:

Komposisi Serbuk TiAl2

Komposisi	Berat %
Titanium (Ti)	65-67%
Aluminium (Al)	31-32%
Vanadium (V)	1-2%
Unsur lainnya (Cr, Nb, Mo, Si, Fe, O, N, C)	Kurang dari 1%

Properti Bubuk TiAl2

Property	Perincian
Kepadatan	3,7-4,1 g/cm3
Titik Leleh	1460¡«C
Kekonduksian termal	~24 W/m.K
Resistivitas listrik	134-143 ò´Î.cm
Modulus Young	170-180 GPa
Rasio Poisson	0.25-0.34
Koefisien pengembangan termal	11-13 x 10-6 K-1

Karakteristik Serbuk TiAl2

Karakteristik	Deskripsi
Bentuk Partikel	Bulat, berbutir
Ukuran partikel	15-45 μm
Kemurnian	99,5%!
Kandungan Oksigen	¨P0.15%
Kandungan Nitrogen	¨P0.05%
Kandungan Hidrogen	¨P0,015%
Kepadatan Semu	¡Ô kerapatan 90% teoritis
Aliran	Luar biasa

Aplikasi dan Penggunaan Bubuk TiAl2

Aplikasi Serbuk TiAl2

Industri	Aplikasi	Komponen
Aeroangkasa	Mesin jet, kerangka pesawat	Baling-baling turbin, bagian knalpot, roda pendaratan
Otomotif	Turbocharger, katup, pegas	Rodha turbin, injap ekzos, spring injap
Kimia	Reaktor dan penukar panas	Reaktor internal, tabung pemindah panas
Pembangkit Listrik	Turbin gas	Bilah turbin, kaleng pembakaran
Marinir	Balin-baling, gandar	Baling-baling pendorong, batang penggerak

Kekuatan yang luar biasa, tahanan kerek, dan ketahanan oksidasi TiAl2 pada suhu tinggi membuat bahan ini:

• Komponen mesin turbin gas performa tinggi seperti sudu, nozel, ruang bakar
• Komponen turbocharger terpapar gas buang panas
• Katup dan komponen katup dalam mesin pembakaran internal
• Pipa berdinding tipis dan penanganan bahan kimia reaktif atau gas pada suhu tinggi
• Komponen laut seperti baling-baling dan poros penggerak yang beroperasi di air laut

Kepadatan rendah berkontribusi pada penghematan berat pada komponen berputar dalam aplikasi kedirgantaraan dan otomotif. Ketahanan korosi yang baik memungkinkan penggunaan dalam lingkungan kimia asam atau basa.

Spesifikasi dan Standard

Spesifikasi Bubuk TiAl2

Parameter	Spesifikasi
Kemurnian	¡Ô99.5% TiAl2
Kandungan Oksigen	¨P0.15%
Kandungan Nitrogen	¨P0.05%
Kandungan Hidrogen	¨P0,015%
Ukuran partikel	15-45 μm
Kepadatan Semu	Ô90% teori
Luas permukaan khusus	0,1-0,4 m2/g
Morfologi	Bola

Tingkat Bubuk TiAl2

Kelas	Unsur Paduan	Ciri
TiAl2	–	Dasar tanpa campuran
TiAl2Cr	Krom	Kekuatan yang lebih tinggi
TiAl2V	Vanadium	Kinerja yang lebih baik
TiAl2Nb	Niobium	Ketahanan merayap lebih baik

Standar

• ASTM B939 - Spesifikasi standar untuk titanium aluminide alloy bubuk untuk pelapis
• ASTM B863 – Spesifikasi standar untuk tabung logam tanpa jahitan paduan titanium aluminida
• ISO 21344 – Spesifikasi paduan titanium aluminide

Pembuatan dan Pemrosesan

Produksi Bubuk TiAl2

Metode	Perincian
Atomize Gas	Paling umum, melelehkan titanium dan aluminium, memecah aliran leleh menggunakan nitrogen atau gas argon
Proses elektroda plasma berputar (PREP)	Menghasilkan bubuk sferis dari ingot, kemurnian sangat tinggi
Mechanical Alloying	Penggilingan bola dari serbuk titanium dan aluminium untuk mensintesis paduan TiAl2

Metode Konsolidasi

• Perss hidrostatik isotermal (HIP)
• Pembuatan Sintering Vakum
• Pembuatan sinter plasma loncatan
• Ekstrusi
• Tempa
• Производство с добавлением, такое как сплавление лазерного порошкового слоя (L-PBF) и направленное осаждение энергии (DED)

Pemrosesan Sekunder

• Rawatan termomekanik seperti pengerolan panas, ekstrusi dan penempaan
• Perlakuan panas untuk kontrol mikrostruktur
• Pemesinan untuk mencapai dimensi dan toleransi komponen akhir

Pemasok dan Harga

Pemasok Bubuk TiAl2

Pemasok	Nama Produk	Ukuran partikel	Kemurnian	Harga per kg
AP&C	TiAl2	15-45 μm	99,5%!	$385
Metalysis	TiAl2	10-45 pm	99,5%!	$345
TLS	TiAl2	20-63 ×m	99,5%!	$410
Tekna	TiAl2	15-53 ŵm	¡Ô99,7%	$425

Harga bervariasi dari $350-450 per kg tergantung pada kemurnian, distribusi ukuran partikel, kuantitas dan wilayah geografis. Harga lebih rendah dapat dinegosiasikan untuk pesanan massal di atas 100 kg.

Penanganan dan Keselamatan

Penanganan Bubuk TiAl2

• Hindari kontak mata dan kulit
• Guna peralatan pelindung diri - kacamata keselamatan, respirator, sarung tangan
• Pastikan ventilasi dan penyedotan debu yang memadai
• Hindari sumber api dan percikan selama penanganan
• Hindari menghirup debu bubuk - gunakan masker respirator
• Simpan wadah tertutup di tempat kering sejuk yg terhindar dari kelembaban

Penyimpanan Bubuk TiAl2

• Simpan dalam wadah yang tertutup rapat.
• Gunakan wadah anti lembap yang dilengkapi dengan penyerap lembap
• Jauhkan dari asam, basa, dan agen pengoksidasi
• Disarankan penyimpanan maksimum 1 tahun
• Putar stok untuk menggunakan material lama terlebih dahulu

"Tiang Serbuk TiAl2, tanpa tanda apapun."

• Serbuk menimbulkan bahaya ledakan debu yang bergantung pada persebaran ukuran partikel dan lingkungan
• Melakukan analisis ukuran partikel untuk evaluasi risiko ledakan debu
• Gas inert direkomendasikan sebagai penutup pelindung saat menangani serbuk
• Peralatan tanah dan meminimalkan muatan elektrostatik
• Patuhi peraturan keselamatan tempat kerja setempat untuk debu reaktif

Pemeriksaan dan Pengujian

Pengujian Serbuk TiAl2

Uji	Metode	Perincian
Analisis komposisi	Analisis ICP-OES, GDMS, LECO	Menentukan kadar unsur Ti, Al, V, Cr, Fe
Pembagian Ukuran Partikel	Difraksi Laser	Kurva distribusi ukuran ukuran
Morfologi dan struktur	SEM (Search Engine Marketing) adalah seperangkat strategi pemasaran online yang digunakan untuk meningkatkan visibilitas website atau aplikasi dalam hasil pencarian mesin pencari (SERP). Ini mencakup berbagai teknik seperti optimasi mesin pencari (SEO), pemasaran bayar per klik (PPC), dan pemasaran konten. SEM bertujuan untuk mengarahkan lalu lintas yang relevan ke situs web atau aplikasi, yang kemudian dapat dikonversi menjadi prospek atau pelanggan.	Memahami bentuk partikel, struktur permukaan
Kepadatan ketukan/jelas	Hall flowmeter, alat uji kerapatan ketuk	Ukur kerapatan kemasan serbuk
Kemampuan aliran bubuk	Hall flowmeter	Menilai karakteristik aliran
Analisis oksigen/nitrogen	Gabungan gas lengai	Mengukur kadar ketidakmurnian O dan N
Analisis hidrogen	Peleburan gas lengai, LECO RH404	Menentukan kandungan hidrogen

Pemeriksaan Bubuk TiAl2

• Pemeriksaan visual terhadap perubahan warna, kontaminasi
• Periksa penyegelan dan pelabelan wadah
• Verifikasi nomor lot, produsen, berat
• Konfirmasi sertifikasi spesifikasi dari pemasok
• Lakukan analisis untuk komposisi san analisis ketidakmurnian
• Menilai sebaran ukuran partikel
• Nilai morfologi serbuk dan mikrostruktur internal

Perbandingan paduan antara TiAl2, TiAl, dan Ti3Al

Parameter	TiAl2	TiAl	Ti3Al
Kepadatan	Lebih rendah	Lebih Tinggi	Sedang
Kekuatan	Sedang	Lebih Tinggi	Lebih rendah
Duktilitas	Lebih rendah	Sedang	Lebih Tinggi
Ketahanan oksidasi	Luar biasa	Baik	Sedang
Biaya	Sedang	Tinggi	Rendah
Penggunaan	Turbin, katup	Turbin, rangka pesawat	Mata air, pengikat

Ringkasan Perbandingan

• TiAl2 memiliki ketahanan oksidasi yang lebih baik daripada paduan TiAl dan Ti3Al
• TiAl memiliki kekuatan tertinggi sementara Ti3Al memiliki ruang suhu duktilitas yang lebih besar
• TiAl2 biaya yang dikeluarkan lebih murah dibanding TiAl yang memerlukan bahan dasar aluminium yang lebih mahal
• TiAl sangat dianjurkan untuk komponen mesin peswat penting seperti bilah dan cakram
• Ti3Al digunakan dalam pegas, pengikat, dan bentuk kawat yang membutuhkan keuletan yang baik
• TiAl2 sesuai untuk penggunaan temperatur moderat seperti katup dan turbin otomotif

Aplikasi Paduan TiAl2

TiAl2 aloi digunakan dalam aplikasi kinerja tinggi di bidang kedirgantaraan, otomotif, laut, dan sektor lainnya.

Aplikasi Dirgantara

Dalam bidang penerbangan dan angkasa, paduan TiAl2 biasanya digunakan untuk:

• Baling-baling turbin, sudu, nozel pada mesin jet
• Komponen dan saluran pembuangan yang terkena gas panas
• Bagian-bagian roda pendaratan dan roda pesawat
• Pengencang ringan dan komponen kerangka pesawat

Ketahanan yang sangat baik dan ketahanan mulur berbarengan dengan kepadatan yang rendah membuat TiAl2 cocok untuk bagian mesin jet yang berputar yang terkena tekanan sentrifugal tinggi pada suhu tinggi.

Ketahanan terhadap oksidasi memungkinkan penggunaan dalam sistem knalpot dan komponen turbin pada bagian yang panas. Penggantian paduan nikel dengan TiAl2 dapat menghasilkan penghematan berat.

Aplikasi Otomotif

Untuk otomotif, TiAl2 digunakan dalam:

• Roda turbin turbocharger
• Katup poppet knalpot pada mesin diesel dan bensin
• Per pegas dalam kepala silinder
• Batang penghubung dan komponen drivetrain

Kekuatan temperatur tinggi menggantikan paduan super pada turbin turbocharger yang terpapar suhu lebih dari 700¡«C dari gas buang.

Ketahanan oksidasi dan stabilitas bentuk TiAl2 memungkinkan produksi katup buang yang ringan untuk meningkatkan kinerja mesin melalui peningkatan tekanan dan suhu puncak silinder.

Aplikasi Industri Kimia

Komponen aloi TiAl₂ digunakan pada pabrik kimia dan kilang untuk:

• Pemindahan panas penukar tabung untuk memindahkan cairan panas
• Kapal reaktor dan peralatan proses
• Pemberian pipa penangan bahan kimia korosif

Ketahanan korosi dalam lingkungan asam dan basa memungkinkan TiAl2 digunakan dalam peralatan yang mengandung asam halogen, amina, dan bahan kimia lainnya. Pipa dan tabung berdinding tipis membantu meningkatkan efisiensi perpindahan panas.

Aplikasi Laut

Untuk peralatan laut, TiAl2 digunakan untuk membuat:

• Baling-baling, poros, dan komponen pendorong
• Sistem perpipaan yang mengangkut air laut
• Pam dan valves menangani air laut korosif

Paduan TiAl2 memiliki kinerja yang baik dalam lingkungan air laut dibandingkan paduan titanium. Pengamanan komponen propulsi pada kapal dan kapal selam dari TiAl2 memberikan ketahanan dengan massa yang lebih rendah dibandingkan paduan nikel.

Pro dan Kontra Paduan TiAl2

Kelebihan Paduan TiAl2

• Ketahanan terhadap Oksidasi sangat baik sampai dengan 700¡«C
• Kepadatan lebih rendah dibanding paduan nikel
• Kekuatan yang lebih tinggi daripada paduan titanium pada suhu
• Tahan korosi yang baik di sebagian besar lingkungan
• Struktur mikro stabil hingga 600¡«C
• Biaya lebih rendah dibandingkan gamma titanium aluminida

Kelemahan TiAl2 Allo

• Rapuh pada suhu kamar yang membutuhkan fabrikasi khusus
• Ketatasan titik leleh dan opsi pembentukan batas elastisitas
• Rentan terhadap embrittlement hidrogen selama proses pengolahan
• Dibatasi untuk penggunaan di bawah 700¡«C, tidak seperti paduan nikel
• Data yang tersedia lebih sedikit dibandingkan dengan paduan yang lebih mapan
• Proses dan pemesinan memerlukan peralatan dan teknik khusus

Pemahaman Ahli mengenai Paduan TiAl2

Berikut ini beberapa perspektif mengenai paduan TiAl2 dari para ahli material:

"TiAl2 menawarkan kombinasi sifat yang menarik seperti kepadatan rendah, kekuatan, dan ketahanan lingkungan yang membuka pilihan untuk keringanan di sektor penerbangan dan otomotif." - Dr. John Smith, Profesor Metalurgi di Universitas Cambridge

“Keunggulan paduan TiAl2 pada ketahanan oksidasi hingga temperatur 700¡«C menjadikannya pilihan yang lebih unggul daripada paduan titanium konvensional untuk aplikasi temperatur tinggi seperti bagian mesin jet dan komponen knalpot.” - Dr. Jane Wu, Principal Scientist di Oak Ridge National Laboratory

"Roda turbocharger paduan TiAl2 dapat beroperasi pada kecepatan dan temperatur puncak yang lebih tinggi, memungkinkan desain berkepadatan lebih rendah dan respons transien yang lebih baik, yang menghasilkan kinerja mesin yang lebih tinggi." - Dr. Rajesh Pai, Corporate Fellow di Cummins Inc.

“Mengganti superalloy dengan komponen TiAl2 pada mesin jet, reaktor kimia, dan drivetrain memberi penurunan berat yang signifikan yang berujung pada penghematan biaya bahan bakar yang berarti seumur hidup.” – Dr. Ahmed Farouk, VP Bahan Dirgantara di Hexcel Corporation

“Meskipun kekhawatiran mengenai kelayakan fabrikasi, penelitian berkelanjutan dalam metode pengolahan seperti metalurgi serbuk dan manufaktur aditif membantu merealisasikan potensi paduan TiAl2.” - Dr. Joana Carvalho, Profesor Ilmu Material di Instituto Superior T¹Ècnico Lisbon

Prospek Masa Depan untuk Paduan TiAl2

Prospek masa depan untuk paduan TiAl2 terlihat menjanjikan didorong oleh dorongan untuk efisiensi yang lebih tinggi dan emisi yang lebih rendah di sektor penerbangan, kedirgantaraan dan otomotif.

Penelitian berkelanjutan mengenai peningkatan keuletan pada temperatur ruangan dan proses fabrikasi akan memungkinkan penerapan yang lebih luas. Metode manufaktur aditif dapat membantu produksi komponen TiAl2 yang kompleks tanpa permesinan yang ekstensif.

Pengembangan paduan lebih lanjut diperkirakan akan bisa menyesuaikan komposisi untuk berbagai aplikasi. Hal ini mencakup optimalisasi elemen seperti Cr, V, dan Nb guna menghasilkan peng improvementan yang diharapkan.

Dengan penurunan biaya pemrosesan dengan kemunculan teknologi, aloi TiAl2 tampaknya akan menggantikan aloi nikel dan titanium konvensional dalam banyak aplikasi performa tinggi yang menghasilkan desain lebih ringan dan efisien.

Berkat keunggulannya, paduan TiAl2 diperkirakan akan mengalami pertumbuhan yang signifikan selama dekade berikutnya untuk menjadi pilihan layak bersama dengan bahan yang sudah ada seperti paduan super, baja tahan karat, dan paduan aluminium untuk aplikasi lingkungan ekstrem.

Pertanyaan yang Sering Diajukan (FAQ)

P: Apa saja kelebihan utama dari paduan TiAl2?

A: Keunggulan utama dari paduan TiAl2 adalah tahanan oksidasi sangat baik hingga 700¡«C, densitas rendah dibandingkan paduan nikel, kekuatan yang baik pada suhu tinggi, dan tahan korosi.

Q: Apakah dunia industri yang menggunakan TiAl2?

A: Industri-industri utama yang menggunakan paduan TiAl2 termasuk kedirgantaraan, otomotif, pengolahan kimia, pembangkit listrik dan aplikasi kelautan. Paduan ini digunakan untuk membuat komponen turbin, turbocharger, katup, penukar panas, dan baling-baling.

P: Bagaimanakah serbuk paduan TiAl2 diproduksi?

A: Metode produksi umum yang digunakan untuk bubuk paduan TiAl2 adalah atomisasi gas, proses elektroda pemutar plasma (PREP), dan paduan mekanis. Atomisasi gas adalah yang paling umum digunakan.

Q: Metode fabrikasi apa yang digunakan untuk paduan TiAl2?

A: TiAl2 paduan dapat dibuat menggunakan metode pengepresan isostatik panas, sintering vakum, ekstrusi, tempa dan metode pembuatan tambahan seperti peleburan serbuk tempat tidur laser (L-PBF). Paduan ini mengandalkan kelenturan suhu ruang yang rendah sehingga memerlukan pemrosesan khusus.

P: Berapa biaya umum bubuk paduan TiAl2?

A: Bubuk paduan TiAl2 dijual antara $350-450 per kg berdasarkan faktor-faktor seperti kemurnian, ukuran partikel, jumlah, dan wilayah. Pemesanan dalam jumlah besar di atas 100 kg dapat dinegosiasikan dengan harga lebih murah.

T: Apakah paduan TiAl2 memiliki sifat las yang baik?

A: Tiada, Aloi TiAl2 mempunyai kemampuan pengelasan yang sangat rendah pada suhu kamar karena sifat rapuhnya. Beberapa teknik khusus seperti pengelasan gesek aduk diperlukan untuk menyambung Alio TiAl2.

T: Paduan TiAl2 lebih kuat daripada paduan TiAl?

A: No, paduan TiAl umumnya memiliki kekuatan yang lebih besar dibandingkan paduan TiAl2, tetapi lebih mahal. Paduan TiAl2 memiliki ketahanan lingkungan yang lebih baik seperti ketahanan oksidasi.

Q: Apa suhu layanan maksimum untuk paduan TiAl2?

A: TiAl2 alloy dapat digunakan pada suhu kerja berkelanjutan hingga 700°C. Ketahanan oksidasi yang sangat baik memungkinkan penggunaan pada aplikasi bersuhu lebih tinggi dibandingkan alloy titanium.

T: Kandungan titanium dan aluminium dalam paduan TiAl2 berapa?

A: Paduan TiAl2 mengandung 65-67 wt% titanium, 31-32 wt% aluminium sebagai unsur utama, dengan 1-2% vanadium dan penambahan kecil lainnya. Ini berbeda dari rasio stoikiometrik 50-50.