Gr5 materjal (ti -6 al -4 v)
Vikipeediast vaba entsüklopeedia
Ti -6 al -4 v (UNS-i nimetus R56400), mida mõnikord nimetatakse TC4, TI64, [1] või ASTM 5. klass, on alfa-beeta titaansulam, millel on kõrge spetsiifiline tugevus ja suurepärane korrosioonikindlus. See on üks kõige sagedamini kasutatavaid titaansulameid ja seda rakendatakse paljudes rakendustes, kus on vaja madal tihedus ja suurepärane korrosioonikindlus, näiteks EG Aerospace'i tööstus ja biomehaanilised rakendused (implantaadid ja proteesid).
Armeedes kasutatud titaansulamite uuringud algasid 1950ndatel Watertowni arsenalis, millest hiljem sai osa armee uurimislaborist. [2] [3]
See on kõige kaubanduslikult edukam titaansulam ja on tänapäevalgi kasutusel, kujundades arvukalt tööstus- ja kaubanduslikke rakendusi. [5]
Titaansulamite suurenenud kasutamine biomaterjalidena toimub nende alumise mooduli, parema biosobivuse ja suurenenud korrosioonikindluse tõttu, võrreldes tavapärasemate roostevabast terastest ja koobaltipõhistest sulamitest. [6] Need atraktiivsed omadused olid edasiviiv jõud (CPTI) ja + (Ti -6 al -4 v) varajaseks kasutuselevõtmiseks, samuti uute Ti-Alloy kompositsioonide ja ortopeediliste metastabiilsete koosseisude hilisemaks arendamiseks. B Titaansulamid. Viimasel on tugevdatud biosobivus, vähenenud elastne moodul ning parem tüvega kontrollitud ja sälgu väsimuskindlus. [7] Titaansulamite kehv nihkejõud ja kulumiskindlus on siiski nende biomeditsiini kasutamist piiranud. Kuigi B-TI sulamite kulumiskindlus on#B sulamitega võrreldes teatavat paranemist, nõuab ortopeediliste titaansulamite lõplik kasutusvõimalusi kulumiskomponentidena täielikumat põhimõttelist mõistmist kaasatud kulumismehhanismidest.
Keemia
[redigeerimine]
(Wt. %) [8]
|
V |
Al |
Fe |
O |
C |
N |
H |
Y |
Ti |
Ülejäänud igaüks |
Ülejäänud summa |
|
|
Min |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Maksimaalne |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Tasakaal |
.1 |
.3 |
Füüsilised ja mehaanilised omadused
[redigeerimine]
Üks Ti -6 al -4 v sulam võrdlusega alfa -terade ja katkendliku beetafaasi võimaliku mikrostruktuuriga
Ti -6 al -4 v Titaniumsulam eksisteerib tavaliselt alfa -is, HCP kristallstruktuuriga, (SG: p63/mmc) ja beetaga koos BCC kristallstruktuuriga, (SG: im {3 {3}} m) faasid. Kui mehaanilised omadused on sulami kuumtöötluse tingimuse funktsioon ja võivad omaduste põhjal varieeruda, on allpool näidatud hästi töödeldud Ti -6 v. ] [11] Alumiinium stabiliseerib alfa -faasi, vanaadium aga beetafaasi. [12] [13]
|
Tihedus |
Youngi moodul |
Nihkemoodul |
Hulgimoodul |
Poissoni suhe |
Tõmbesaakstress |
Tõmbekas ülim stress |
Karedus |
Ühtlane pikenemine |
|
|
Min |
4,429 g/cm3 (0. 160 naela/cu sisse) |
104 GPA (15,1 × 106 psi) |
40 GPA (5,8 × 106 psi) |
96,8 GPA (14. 0 × 106 psi) |
0.31 |
880 MPa (128, 000 psi) |
900 MPa (130, 000 psi) |
36 Rockwell C (tüüpiline) |
5% |
|
Maksimaalne |
4.512 g/cm3 (0. 163 naela/cu sisse) |
113 GPA (16,4 × 106 psi) |
45 GPA (6,5 × 106 psi) |
153 GPA (22,2 × 106 psi) |
0.37 |
920 MPA (133, 000 psi) |
950 MPa (138, 000 psi) |
-- |
18% |
Ti -6 al -4 v on väga madal soojusjuhtivus toatemperatuuril 6,7 kuni 7,5 w/m · k, [14] [15], mis aitab kaasa selle suhteliselt halvale masinatahutamisele. [15]
Sulam on külma elamise väsimuse suhtes haavatav. [16] [17]
Ti -6 al -4 v kuumtöötlus
[redigeerimine]
Ti -6 al -4 v on kuumtöödeldud, et varieeruda sulami ja faaside ja faaside koguseid. Mikrostruktuur varieerub märkimisväärselt sõltuvalt täpsest kuumtöötlusest ja töötlemismeetodist. Kolm tavalist kuumtöötluse protsessi on veskide lõõmutamine, dupleks lõõmutamine ning lahendus ja vananemine. [18]
Rakendused
[redigeerimine]
Aerospace structures. The Boeing 787 is 15% titanium by weight,[19] and the Airbus A350 is 14%.[20]
Biomeditsiinilised implantaadid ja proteesid [21]
Suure jõudlusega võistlusautod
Tipptasemel jalgrattad
Lisandite tootmine [22]
Apple iPhone 15 Pro (Max) ümbris, iPhone 16 Pro ja Pro Max Case ning Apple Watch Series 10 titaan- ja ultra 2 juhtumid
Mererakendused: ti -6 al -4 v 5. klassi kasutatakse ulatuslikult mererakendustes selle erakordse korrosioonikindluse tõttu merevee keskkonnas. [23] Ti -6 al -4 V rakendatakse komponentides, mis on avatud mere atmosfääridele ja veealustele tingimustele, näiteks laevaehitus, avamere nafta- ja gaasiplatvormid ning veealused seadmed. [24] [25] Selle vastupanu korrosioonile aitab vähendada hoolduskulusid ja pikendada mereseadmete eluiga. [26]
Spetsifikatsioonid
[redigeerimine]
UNS: R56400
AMS Standard: 4928 [27]
ASTM -standard: F1472
ASTM -i standard: B265 5. klass [28]