Титановый порошок используют для изготовления металлических деталей по технологии SLM/LPBF. При выборе учитывают марку сплава, размер частиц и модель принтера. Важно также знать, какие нагрузки и температуры будет выдерживать готовая деталь.
В статье разберём основные марки титановых порошков, объясним, что такое фракция порошка и подскажем, что указать в запросе на подбор. Отдельный раздел - про жаропрочный T70X, который производитель рассматривает для деталей на 600–700 °C.
Как выбрать титановый порошок
Начните с задачи: какую деталь нужно напечатать и в каких условиях она будет работать. Если марка материала уже указана в чертеже, включите её в запрос. Также сообщите модель принтера и нужный объём порошка.
Перед закупкой согласуйте характеристики порошка и режим печати. Пробная печать поможет проверить, подходит ли выбранный материал для вашей задачи.
Титановые порошки в каталоге VMPowder
В разделе титановых порошков можно выбрать материал и посмотреть его характеристики.
| Марка | Что это за материал |
|---|---|
| TA1 | Технически чистый титан |
| TiAl6V4 | Титановый сплав с алюминием и ванадием |
| TA15 | Легированный титановый сплав |
Подробнее о каждой марке: TA1, TiAl6V4 и TA15.
Актуальную стоимость, наличие и условия поставки уточняйте в VMPowder. Отправьте запрос на office@vmpowder.ru, указав марку, фракцию и нужное количество порошка.
Ti-6Al-4V, TC4, Grade 5 и ELI: как разобраться в названиях
Ti-6Al-4V, Ti6Al4V, TiAl6V4 и TC4 - обозначения близких по составу титановых сплавов с алюминием и ванадием. Grade 5 - распространённое обозначение Ti-6Al-4V. При заказе указывайте марку и стандарт из документации на деталь.
Ti-6Al-4V ELI, или Grade 23, - вариант сплава с более низким допустимым содержанием кислорода, железа и углерода. Если для детали нужен ELI, укажите это в запросе и проверьте состав в паспорте партии.
Для деталей из Ti-6Al-4V ELI, напечатанных по технологии SLM/LPBF, применяют стандарт ASTM F3001. Если он указан в ваших требованиях, сообщите об этом при подборе материала.
Фракция порошка: что это и как выбрать
Фракция - это диапазон размеров частиц порошка. Например, обозначение 15–53 мкм означает размер частиц от 15 до 53 микрометров.
Чем крупнее фракция, тем толще слой печати и грубее поверхность детали, чем мельче - тем тоньше слой и точнее деталь. Титановый порошок в каталоге VMPowder - фракция 15–53 мкм.
Выбирайте фракцию по требованиям производителя принтера и используемому режиму SLM/LPBF. Помимо размера частиц, учитывайте текучесть - насколько легко порошок пересыпается и распределяется по рабочей поверхности.
Если сомневаетесь в выборе фракции, укажите модель оборудования и параметры печати в запросе на подбор.
Что означает плотность порошка
В характеристиках можно встретить три показателя:
- Плотность сплава - плотность самого металла.
- Насыпная плотность - масса порошка в определённом объёме с учётом промежутков между частицами.
- Плотность после утряски - тот же показатель после уплотнения порошка. Частицы располагаются плотнее и занимают меньше места.
В карточке TiAl6V4 на сайте VMPowder значение ≥2,6 г/см³ относится к плотности после утряски для фракции 15–53 мкм. Плотность готовой металлической детали - другой показатель.
Как производят сферический титановый порошок
Сферический порошок состоит из частиц округлой формы. Для его получения используют несколько технологий:
- EIGA: металлическую заготовку плавят индукционным нагревом, а расплав разбивают на капли струёй инертного газа.
- VIGA: металл плавят в вакуумной индукционной печи, затем распыляют инертным газом.
- PREP: конец вращающейся металлической заготовки плавят плазмой. При вращении капли отделяются и затвердевают в виде частиц порошка.
При выборе материала сравнивайте состав, размер и форму частиц, текучесть и плотность порошка.
T70X: титановый порошок для деталей, работающих при 600–700 °C
T70X - жаропрочный титановый сплав почти-α типа, разработан и производится компанией VMP (Vilory Metal Powder). Название читается так: T - титан, 70 - рабочая температура 700 °C, X - многокомпонентная система легирования.
Данные ниже приведены по техническому описанию сплава, которое передал представитель производителя 1 июля 2026 года. Независимых испытаний в открытом доступе пока нет. Допустимую температуру и срок службы конкретной детали определяют по её нагрузкам и результатам испытаний, поэтому перед закупкой запросите TDS с протоколом.
Почему обычный титан не работает выше 600 °C
У титановых сплавов есть температурный потолок. TC4 работает примерно до 350 °C, TA15 - до 500 °C, специальные жаропрочные сплавы вроде IMI 834 - до 600 °C. Выше этой границы деталь обычно делают из никелевого сплава.
Причина в алюминии. Он упрочняет титан, поэтому во всех жаропрочных марках его много, около 6 %. Но выше 600 °C алюминий начинает выделяться на границах зёрен в виде частиц Ti₃Al. Сплав становится хрупким и хуже держит длительную нагрузку.
| Сплав | Алюминий | Рабочая температура |
|---|---|---|
| TC4 (Ti-6Al-4V) | 6,0 % | до 350 °C |
| TA15 | 6,5 % | до 500 °C |
| Ti-6242 | 6,0 % | до 540 °C |
| IMI 834 | 5,8 % | до 600 °C |
Как устроен T70X
В T70X алюминия почти вдвое меньше - 3,6–4,0 %. Прочность добирают другими элементами.
| Элемент | Для чего | Содержание |
|---|---|---|
| Sn | упрочняет без риска выделения Ti₃Al | 1–5 % |
| Zr | упрочняет твёрдый раствор | 1,5–5,5 % |
| Mo | стабилизирует структуру, повышает сопротивление ползучести | 0,5–2,5 % |
| Cr, Co, V, Ni | сдерживают рост зерна | до 1 % каждого |
При быстром охлаждении в процессе SLM/LPBF такая система легирования даёт мелкозернистую структуру. По данным производителя, выделение Ti₃Al не происходит и при длительной термообработке после печати.
Что даёт при нагреве
При комнатной температуре T70X не выделяется: предел прочности не менее 1000 МПа, предел текучести не менее 920 МПа, удлинение не менее 15 % (значения с карточки производителя). Разница видна при нагреве.
| Температура | TC4 | TA15 | IMI 834 | T70X |
|---|---|---|---|---|
| 500 °C | около 550 МПа | 747 МПа | около 800 МПа | около 800 МПа |
| 600 °C | не применяют | не применяют | около 600 МПа | не менее 650 МПа |
| 650 °C | не применяют | не применяют | не применяют | не менее 580 МПа |
| 700 °C | не применяют | не применяют | не применяют | не менее 450 МПа |
450 МПа при 700 °C - это примерно прочность отожжённой нержавеющей стали 316L при комнатной температуре.
Для детали, которая долго работает под нагрузкой, отдельно оценивают ползучесть: постепенное изменение формы металла при нагреве. Кратковременная прочность и способность работать тысячи часов - разные характеристики. Запрашивайте результаты испытаний на нужную температуру и длительность работы.
Сравнение с никелевым сплавом IN718
Выше 600 °C обычный выбор - никелевые сплавы, чаще всего IN718. Он прочнее T70X, но почти вдвое тяжелее.
| Показатель | IN718 | T70X |
|---|---|---|
| Плотность | 8,19 г/см³ | около 4,5 г/см³ |
| Предел прочности при 650 °C | около 950 МПа | не менее 580 МПа |
| Масса детали одинакового объёма | 100 % | около 55 % |
Расчёт: 4,5 / 8,19 × 100 % ≈ 55 %. При одинаковом объёме деталь из T70X будет примерно на 45 % легче.
Для вращающихся деталей - дисков и лопаток компрессора, колёс турбонагнетателей - масса важнее абсолютной прочности. Легче деталь - меньше центробежные нагрузки, меньше нагрузка на вал и подшипники. Если размеры детали при замене меняются, экономию массы считают заново.
Характеристики порошка T70X
| Показатель | Значение |
|---|---|
| Размер частиц | 15–53 мкм |
| Медианный размер частиц D50 | 30–42 мкм |
| Сферичность | не менее 90 % |
| Текучесть по Холлу | 31 с / 50 г |
| Насыпная плотность | 2,46 г/см³ |
| Плотность после утряски | 2,78 г/см³ |
| Проверка под SLM/LPBF | пройдена на стандартных параметрах |
D50 характеризует середину распределения частиц по размеру. Сферичность показывает, насколько форма частиц близка к шару. Текучесть по Холлу измеряют по времени, за которое 50 г порошка проходят через калиброванную воронку. Порошок в серийном производстве, поставка под запрос.
Печать и термообработка T70X
Производитель рекомендует режимы, близкие к типовым для TC4: мощность 200–400 Вт, скорость сканирования 800–1200 мм/с, шаг штриховки 0,08–0,12 мм, толщина слоя 30–50 мкм. Перенастраивать оборудование под сплав не нужно, но режим под свою машину проверяют на пробных образцах, как и для любого нового порошка.
Термообработка после печати - отжиг 700–750 °C, 2–4 часа, охлаждение на воздухе. По данным производителя, он снимает напряжения и не вызывает выделения Ti₃Al. Требования к готовой детали согласуйте до печати.
Где применяют T70X
| Температура детали | Что заменяет | Типовые детали |
|---|---|---|
| 350–500 °C | TC4 | лопатки и диски передних ступеней компрессора, корпуса |
| 500–600 °C | TA15 | диски и барабаны средних и задних ступеней компрессора |
| 600–700 °C | IMI 834, IN718 | последние диски и лопатки компрессора высокого давления |
| 650–750 °C | IN718 | рабочие колёса турбонагнетателей, выпускные коллекторы |
| выше 700 °C, кратковременно | никелевые сплавы | передние кромки и теплозащита гиперзвуковых аппаратов |
Основной рынок - авиационные двигатели. Важно смотреть на температуру самой детали: температура газа и температура металла лопатки различаются. Для турбонагнетателей отдельный аргумент: снижение плотности с 8,0 до 4,5 г/см³ уменьшает момент инерции колеса примерно вдвое, турбина быстрее раскручивается.
Отдельное применение - матрица для металломатричных композитов с волокнами SiC. Низкое содержание алюминия снижает нежелательную реакцию на границе титан–волокно.
Для чего T70X не подходит
| Задача | Почему | Что смотреть вместо |
|---|---|---|
| Постоянная работа выше 750 °C | физический предел титана | IN718, IN738, Waspaloy |
| Криогенные температуры | вязкость почти-α сплава ниже, чем у α+β | Ti-6Al-4V ELI |
| Медицинские импланты | в составе Al, V, Ni, Co, медицинских сертификатов нет | TA1, Ti-6Al-4V ELI |
| Сильно коррозионные среды | сплав под коррозию не оптимизирован | TA1, титан Grade 7 и Grade 12 |
Если рабочая температура детали не выше 500 °C, T70X не нужен: посмотрите TA15 из каталога, он дешевле и по нему больше отработанных режимов.
Для подбора T70X сообщите назначение детали, рабочую температуру, нагрузку, требуемый ресурс и модель принтера. Запросим у производителя TDS и данные по длительной прочности под ваш режим: office@vmpowder.ru.
Можно ли использовать порошок повторно
Неиспользованный после печати порошок можно возвращать в работу после просева и проверки его характеристик. При повторном использовании состав может меняться, в том числе из-за увеличения содержания кислорода.
Ведите учёт партий и циклов печати. Перед повторным применением проверяйте состав и размер частиц по принятому на производстве порядку. Храните порошок и работайте с ним по инструкции поставщика.
Какие документы запросить до заказа
Запрашивайте паспорт на каждую партию порошка. В нём должны быть указаны номер партии, состав поставляемого материала и результаты проверки его характеристик.
Перед заказом согласуйте марку, фракцию, количество порошка и условия поставки. При необходимости запросите рекомендации по хранению и работе с материалом.
Частые вопросы
Какой титановый порошок выбрать для SLM/LPBF?
Ориентируйтесь на марку материала, указанную в документации на деталь, и требования вашего принтера. Для подбора сообщите модель оборудования, назначение детали и нужный объём порошка.
TC4 и TiAl6V4 - одно и то же?
Эти обозначения относятся к близким по составу сплавам семейства Ti-6Al-4V. При заказе указывайте требуемую марку и стандарт, а состав проверяйте по паспорту партии.
Чем ELI отличается от обычного Ti-6Al-4V?
ELI, или Grade 23, - вариант сплава с более низким допустимым содержанием кислорода, железа и углерода. Если для детали требуется ELI, укажите это при заказе.
Как выбрать фракцию порошка?
Используйте фракцию, которая подходит вашему принтеру и режиму печати. Чем крупнее фракция, тем толще слой печати и грубее поверхность детали. Размер частиц и толщина печатного слоя - разные параметры. При подборе укажите модель оборудования.
Что означает плотность 2,6 г/см³ у TiAl6V4?
Это минимальная плотность порошка после утряски для фракции 15–53 мкм. Она показывает массу уплотнённого порошка в единице объёма.
Можно ли повторно использовать титановый порошок?
Да, после просева и проверки характеристик по принятому на производстве порядку. Возможность повторного применения зависит от состояния порошка и условий работы с ним.
Как узнать стоимость титанового порошка?
Отправьте запрос в VMPowder на office@vmpowder.ru. Укажите марку, фракцию и нужное количество: это поможет уточнить стоимость, наличие и условия поставки.
При какой температуре работает T70X?
По данным производителя, сплав сохраняет не менее 450 МПа при 700 °C. Обычные титановые сплавы применяют до 350–600 °C. Допустимый ресурс при рабочей температуре уточняют по TDS и расчёту конкретной детали.
Можно ли заменить IN718 на T70X?
В некоторых деталях - да, прежде всего во вращающихся, где важна масса: при одинаковом объёме T70X примерно на 45 % легче. Но IN718 прочнее при той же температуре, поэтому решение принимает конструктор по расчёту и испытаниям. Выше 750 °C в постоянном режиме титан не применяют.
Нужен ли для T70X особый режим печати?
Нет. Производитель рекомендует режимы, близкие к типовым для TC4, и стандартный отжиг после печати. Режим под свою машину всё равно проверяют на пробных образцах, как для любого нового порошка.
Чем T70X отличается от TA15?
TA15 работает примерно до 500 °C, T70X по данным производителя сохраняет прочность до 700 °C. При комнатной температуре они близки. Если деталь не греется выше 500 °C, TA15 обычно достаточно, и он есть в каталоге в наличии.
Есть ли T70X в наличии и какая фракция?
В каталоге сайта его пока нет, поставка под запрос. Фракция производителя 15–53 мкм. Напишите рабочую температуру детали, объём и модель принтера - подскажем сроки и подготовим предложение вместе с TDS.
Подходит ли T70X для медицинских изделий?
Нет. В составе есть алюминий, ванадий, никель и кобальт, медицинских сертификатов у сплава нет. Для имплантов смотрите TA1 или Ti-6Al-4V ELI.
Подготовьте запрос на подбор
Укажите модель принтера, марку порошка, фракцию и нужное количество. Если материал ещё не выбран, опишите деталь и условия её работы.
Отправить запрос в VMPowder · Перейти в раздел титановых порошков.
О применении титановых материалов в медицине читайте в статье об имплантах.
%20scale(.5)%22%3E%3Cpath%20fill%3D%22%23fff%22%20fill-rule%3D%22evenodd%22%20d%3D%22M31.8%206.5c-13.9%200-25.2%2010.8-25.2%2024.1%200%205.2%201.7%2010%204.7%2013.9L7.6%2056.4c-.4%201.4%201%202.5%202.3%201.8l11.4-5.5c3.2%201.4%206.8%202.1%2010.5%202.1C45.7%2054.8%2057%2044%2057%2030.6S45.7%206.5%2031.8%206.5Zm.2%2013.1c6.8%200%2012.4%205.1%2012.4%2011.4S38.8%2042.4%2032%2042.4c-2.7%200-5.2-.8-7.3-2.2l-7%203.4%202.3-7.3c-.9-1.6-1.4-3.4-1.4-5.3%200-6.3%205.5-11.4%2012.4-11.4Z%22%2F%3E%3C%2Fg%3E%3C%2Fsvg%3E)
