TC4 ELI em pó

O pó TC4 ELI, também conhecido como pó de titânio 6-alumínio 4-vanádio ELI, é um pó de liga de titânio avançado usado em várias aplicações de alto desempenho. Este guia fornece uma visão geral abrangente do pó TC4 ELI, suas propriedades, aplicações, fornecedores, graus e comparações com outros pós de titânio.

Visão geral do TC4 ELI Powder

 

 

O pó TC4 ELI é uma variante de alta pureza com interstício extra baixo (ELI) da liga de titânio TC4 que contém alumínio 6%, vanádio 4% e baixas quantidades de ferro e oxigênio.

Em comparação com outras ligas de titânio, o TC4 ELI oferece uma excelente combinação de alta resistência, baixo peso, excelente resistência à corrosão e biocompatibilidade. A classe ELI garante máxima ductilidade e tenacidade.

O TC4 ELI é adequado para manufatura aditiva, moldagem por injeção de metal e outras aplicações de metalurgia do pó. Seus pós finos permitem geometrias complexas e paredes finas em peças impressas em 3D ou sinterizadas.

Principais propriedades e características do pó TC4 ELI:

Propriedades do pó TC4 ELI

Propriedade	Descrição
Composição	6% Al, 4% V, 0,08% max Fe, 0,13% max O
Densidade	4,43 g/cc
Ponto de Fusão	1604¡"C
Força	895-930 MPa de resistência à tração final
Ductilidade	10-15% alongamento
Resistência à fadiga	500-550 MPa
Módulo de Young	110 GPa
Condutividade térmica	6,7 W/m-K
Resistividade elétrica	178 ×'Î-cm
Coeficiente de expansão térmica	8,9 ×m/m-¡"C

O TC4 ELI oferece um equilíbrio ideal entre alta relação resistência/peso, tenacidade à fratura, resistência à fadiga e resistência à corrosão. O alto teor de alumínio e vanádio contribui para a obtenção de alta resistência por meio de tratamentos térmicos de fortalecimento de solução sólida e endurecimento por precipitação.

Os baixos níveis intersticiais garantem maior ductilidade e resistência à fratura em comparação com o grau TC4 padrão. O oxigênio é limitado a 0,13% no máximo para evitar a fragilização. O teor de ferro também é restrito.

Em geral, as propriedades do TC4 ELI o tornam adequado para aplicações críticas em aviação, espaço, defesa, esportes motorizados, medicina, petróleo e gás e muito mais.

Aplicações e usos do pó TC4 ELI

O pó TC4 ELI é usado para fabricar peças de alto desempenho por meio de manufatura aditiva, moldagem por injeção de metal, prensagem isostática a quente e outras técnicas de metalurgia do pó.

Algumas das principais aplicações e usos do pó TC4 ELI incluem:

Aplicações do pó TC4 ELI

Área	APLICATIVOS
Aeroespacial	Estruturas de aeronaves, componentes de motores, sistemas de lançamento espacial
Implantes	Implantes ortopédicos, implantes dentários, implantes maxilofaciais
Automotivo	Componentes de esportes motorizados, rodas de turbocompressor
Industrial	Hardware marítimo, peças de perfuração offshore, válvulas, bombas
Energia	Componentes de cabeça de poço, ferramentas de fundo de poço, tubulações
Defesa	Armadura balística, componentes de armas, equipamentos de proteção

No setor aeroespacial, a alta relação resistência/peso do TC4 ELI o torna adequado para componentes estáticos e rotativos críticos para o voo em estruturas de aeronaves, turbinas, trens de pouso etc. As peças podem ser impressas em 3D ou sinterizadas até a forma quase líquida.

Na área médica, a biocompatibilidade e a resistência à corrosão do TC4 ELI permitem seu uso em substituições de articulações ortopédicas e implantes dentários. Podem ser fabricadas hastes de quadril, implantes de joelho e placas cranianas.

Para esportes motorizados, o TC4 ELI pode produzir componentes mais leves e resistentes, como bielas, válvulas de admissão, rodas de turbocompressor, eixos de transmissão e peças de chassi.

Em aplicações de petróleo e gás, o TC4 ELI é escolhido por sua resistência a ambientes corrosivos. Ele pode produzir hardware de cabeça de poço, válvulas, bombas e consumíveis, como luvas, plugues, esferas e assentos.

O setor de defesa utiliza o TC4 ELI para fabricar placas de blindagem balística que impedem balas e estilhaços e, ao mesmo tempo, minimizam o peso. Outros usos militares incluem peças de aviação e componentes de armas, como barris, receptores, trilhos, gatilhos etc.

Em geral, o pó TC4 ELI permite peças metálicas leves e de alto desempenho em setores críticos para a segurança, aproveitando as mais recentes técnicas de fabricação.

Especificações do TC4 ELI Powder

O pó TC4 ELI está disponível comercialmente em várias distribuições de tamanho, também conhecidas como faixas de tamanho de partícula. A morfologia do pó pode ser esférica, angular ou uma mistura.

As especificações típicas do pó TC4 ELI incluem:

Especificações do TC4 ELI Powder

Parâmetro	Detalhes
Faixa de tamanho de partícula	15-45 mícrons, 45-105 mícrons, 105-250 mícrons
Formas das Partículas	Esférico, angular, mesclado
Distribuição de tamanho	Valores D10, D50, D90
Densidade Aparente	2,5-3,5 g/cc
Densidade de Batida	3,5-4,5 g/cc
Vazão	Medição com medidor de vazão Hall
Análise química	Al, V, Fe, O, N, C, H, Ti
Número do lote	Para rastreabilidade
Embalagem	Frascos, potes de até 25 kg

As distribuições de tamanho de partículas mais finas, de 15 a 45 mícrons, são preferíveis para imprimir geometrias complexas e obter acabamentos de superfície suaves. Tamanhos maiores, acima de 100 mícrons, permitem taxas de construção mais rápidas.

Os pós esféricos melhoram a fluidez, a densidade de empacotamento e o comportamento de sinterização. Os pós angulares e misturados oferecem melhor adesão mecânica entre as partículas.

A densidade aparente e a densidade de vazamento determinam a quantidade de pó necessária para preencher um determinado volume. As taxas de fluxo indicam a facilidade de distribuição durante a impressão ou a moldagem por injeção.

A análise química confirma que a composição elementar atende às especificações do grau. Os números de lote fornecem rastreabilidade para o controle de qualidade. A embalagem adequada mantém a integridade do pó durante o manuseio e o armazenamento.

Graus de TC4 ELI em pó

O pó TC4 ELI é produzido em diferentes graus, variando o método de pós-processamento após a atomização do gás. Isso afeta a microestrutura e as propriedades mecânicas.

As principais notas incluem:

Classes de pó TC4 ELI

Nota	Descrição
Como anatomizado	Nenhum pós-processamento após a atomização do gás
Recozimento	Tratamento térmico para aliviar tensões residuais
Prensado isostático a quente	Consolidado em alta temperatura e pressão
Sinterizado por plasma	Rapidamente sinterizado por meio de descarga de plasma
ISO-S	Pó esférico produzido por atomização a gás

O grau atomizado contém tensões residuais decorrentes da rápida solidificação. O recozimento elimina essas tensões e torna o pó mais fácil de ser trabalhado durante a impressão ou moldagem.

A sinterização por hipping e plasma aumenta a densidade e melhora a microestrutura e as propriedades mecânicas das peças finais.

O grau esférico (ISO-S) oferece melhor fluidez e densidade de empacotamento para impressão 3D de alta qualidade.

O grau de pó TC4 ELI adequado é escolhido com base no processo específico de manufatura aditiva ou metalurgia do pó que está sendo usado.

Fornecedores de TC4 ELI Powder

O pó TC4 ELI é fornecido pelos principais fabricantes de pós metálicos, bem como por fornecedores especializados em pós para manufatura aditiva. Alguns dos principais fornecedores incluem:

Fornecedores de TC4 ELI em pó

Empresa	País
AP&C	Canadá
Tecnologia Carpenter	Estados Unidos
Sandvik	Suécia
Praxair	Estados Unidos
TLS Technik	Alemanha
AMETEK	Estados Unidos
Tecnologia LPW	Reino Unido
Grupo de Pós CNPC	China

Essas empresas produzem o pó TC4 ELI usando atomização a gás e controlam rigorosamente a distribuição do tamanho das partículas. Alguns fornecedores também oferecem pós-processamento personalizado, como recozimento, hipping e sinterização, para aprimorar as propriedades do pó.

As matérias-primas de alta pureza, o rigoroso controle de qualidade e a embalagem especializada ajudam a garantir a confiabilidade e a consistência do pó TC4 ELI para aplicações críticas. A grande capacidade de produção permite o fornecimento em massa do pó TC4 ELI.

Preços do TC4 ELI Powder

Por ser uma liga avançada de titânio, o pó TC4 ELI é mais caro do que os graus básicos de titânio, como o Ti-6Al-4V. Os preços dependem de:

• Intervalo de tamanho de partícula
• Volume do pedido
• Processamento/qualidade adicional
• Pureza de grau
• Localização geográfica

Algumas faixas de preço indicativas:

Preço do TC4 ELI em pó

Tamanho das partículas	Preço por Kg
15-45 micrômetros	$80 – $120
45-105 mícrons	$60 – $90
105-250 mícrons	$40 – $70

Em geral, os tamanhos menores de partículas têm preços mais altos devido ao controle mais rígido da atomização do gás. Os lotes menores também custam mais por quilograma em comparação com os pedidos em massa.

Geograficamente, os preços são mais baixos para o pó TC4 ELI fabricado na China do que para o pó europeu/americano. No entanto, o controle de qualidade pode variar.

Com a crescente adoção da manufatura aditiva, os preços do pó TC4 ELI diminuíram, mas continuam mais altos do que os das ligas de titânio convencionais. Contratos de longo prazo e grandes pedidos podem ajudar a garantir preços competitivos.

Como o pó TC4 ELI se compara a outras ligas de titânio

O TC4 ELI oferece vantagens sobre outras ligas de titânio comuns, como o Ti-6Al-4V, em termos de força, tenacidade e resistência à corrosão.

Comparação do TC4 ELI com outras ligas de titânio

Liga	Força	Tenacidade	Resistência à corrosão	Custo
Ti-6Al-4V	Médio	Médio	Médio	Baixo
Ti-6Al-7Nb	Médio	Médio	Alto	Médio
Ti-555 (Ti-5Al-5V-5Mo-3Cr)	Muito alto	Baixo	Médio	Alto
TC4 ELI (Ti-6Al-4V-0,08Fe-0,13O)	Muito alto	Alto	Muito alto	Alto

Principais vantagens do TC4 ELI em relação a outras ligas de titânio:

• Maior resistência do que o Ti-6Al-4V e o Ti-6Al-7Nb
• Resistência à fratura e ductilidade superiores às do Ti-555
• Excelente resistência à corrosão em ambientes agressivos
• Mantém melhor suas propriedades em temperaturas extremas
• Menor densidade do que as ligas de aço
• Melhor biocompatibilidade do que os aços inoxidáveis
• Pode ser anodizado para acabamentos coloridos

As limitações do TC4 ELI incluem:

• Custo mais alto do que o Ti-6Al-4V
• Mais difícil de usinar do que o Ti-6Al-4V
• Suscetível de ser atacado por si mesmo
• Não soldável por meio de soldagem por fusão convencional
• Ainda mais pesado do que as ligas de alumínio

De modo geral, a combinação de propriedades mecânicas excepcionais, resistência à corrosão, baixa densidade e biocompatibilidade faz do TC4 ELI um material avançado preferido para aplicações críticas, apesar de seu custo mais alto.

Perguntas frequentes sobre o TC4 ELI Powder

Aqui estão as respostas para algumas perguntas comuns sobre o pó TC4 ELI:

Perguntas frequentes sobre o TC4 ELI Powder

P: O que significa ELI em TC4 ELI powder?

R: ELI significa conteúdo intersticial extra baixo. Refere-se a níveis mínimos de oxigênio e ferro na composição do pó.

P: Qual é o tamanho ideal de partícula do pó TC4 ELI?

R: O pó de 15 a 45 mícrons funciona melhor para imprimir recursos finos e paredes finas. De 45 a 105 mícrons permite taxas de construção mais rápidas, mas com resolução mais baixa.

P: Quais métodos de pós-processamento podem ser usados no pó TC4 ELI?

R: O recozimento, a prensagem isostática a quente, a sinterização por plasma e a fabricação de pó esférico melhoram as propriedades do pó.

P: O pó TC4 ELI é melhor do que o Ti-6Al-4V para impressão 3D?

R: Sim, o TC4 ELI tem maior resistência e tenacidade em comparação com o Ti-6Al-4V nos estados impresso e pós-tratado.

P: O pó TC4 ELI requer prensagem isostática a quente após a fabricação de aditivos?

R: A HIPing pode eliminar os poros internos e melhorar a resistência à fadiga. Porém, para peças não críticas, o TC4 ELI impresso pode ser suficiente.

P: Que precisão pode ser obtida com o pó TC4 ELI na impressão 3D de metal?

R: Tolerâncias de ©I0.1% são possíveis para peças impressas TC4 ELI, dependendo do processo AM utilizado.

P: As peças do TC4 ELI podem ser usinadas após a impressão 3D?

R: Sim, mas o TC4 ELI é difícil de usinar e requer configurações rígidas e ferramentas afiadas devido à sua dureza.

P: Qual é o acabamento possível para as peças TC4 ELI AM?

R: A rugosidade da superfície impressa varia de acordo com o processo, mas as etapas de acabamento, como retificação, EDM e polimento, permitem acabamentos finos e suaves.

Conclusão

O pó TC4 ELI possui uma combinação excepcional de alta resistência, tenacidade e resistência à corrosão, graças à sua composição de liga de titânio com baixo interstício de 6% de alumínio, 4% de vanádio, 0,08% de ferro e 0,13% de oxigênio.

Com a sua capacidade de produzir componentes metálicos leves e de alto desempenho para aplicações críticas nos setores aeroespacial, médico, de energia e de defesa, o TC4 ELI oferece recursos exclusivos que não são igualados por outras ligas de titânio.

O pó TC4 ELI expandiu as possibilidades de design para peças de engenharia de última geração usando as mais recentes técnicas de manufatura aditiva e metalurgia do pó. À medida que os suprimentos de pó aumentam e os custos diminuem ainda mais, espera-se que o uso do TC4 ELI continue crescendo em todos os setores e que desbloqueie novos níveis de desempenho.