1. X'inhu liga tat-titanju Ti-6al-4V?
Ti-6al-4v hija prestazzjoni għolja Liga tat-titanju li jkun fih bejn wieħed u ieħor 6% aluminju (Al), 4% vanadju (V), u l-bilanċ tat-titanju (Ta '), b'ammonti traċċa ta 'ossiġnu, ħadid, u elementi oħra.
Klassifikat bħala an liga α + β, Tgħaqqad il-proprjetajiet kemm tal-fażijiet alfa kif ukoll tal-beta, li tirriżulta f ' Proporzjon ta 'saħħa-piż eċċellenti, Reżistenza superjuri għall-korrużjoni, u prestazzjoni għolja ta 'għeja.
Magħruf ukoll bħala Grad 5 Titanju, US R56400, jew ASTM B348, Ti-6al-4V huwa l-iktar liga tat-titanju użat ħafna globalment, jammonta għal kważi Nofs l-applikazzjonijiet totali tat-titanju.
Is-saħħa tat-tensjoni tagħha tipikament tvarja minn 900 biex 1100 MPA, b'densità ta ' 4.43 g / cm³, tagħmilha madwar 45% eħfef mill-azzar iżda kapaċi jikseb prestazzjoni mekkanika komparabbli jew superjuri.

Żvilupp storiku
TI-6AL-4V ġie żviluppat għall-ewwel darba fis-snin 1950 għal applikazzjonijiet aerospazjali, fejn id-domanda għal materjali b'piż baxx, saħħa għolja, u r-reżistenza għat-temperatura kienet kritika.
Maż-żmien, L-użu tiegħu kiber lil hinn mill-aerospazjali għal impjanti mediċi, Tlielaq tal-karozzi, u tagħmir industrijali, Grazzi għall-bijokompatibilità u l-istabbiltà kimika tagħha.
2. Kompożizzjoni kimika ta 'Ti-6al-4V
| Element | Grad 5 (US R56400) | Grad 23 - Eli (US R56401) | Funzjoni / Rwol |
| Aluminju (Al) | 5.50–6.75 | 5.50–6.75 | Stabilizzatur tal-fażi α; Ittejjeb is-saħħa, creep, u reżistenza għall-ossidazzjoni. |
| Vanadju (V) | 3.50–4.50 | 3.50–4.50 | Stabilizzatur tal-fażi β; Ittejjeb id-duttilità, ebusija, u t-twebbis. |
| Ossiġnu (O) | ≤ 0.20 | ≤ 0.13 | Stabilizzatur α qawwi; iżid is-saħħa iżda jnaqqas id-duttilità. |
| Ħadid (Fe) | ≤ 0.25 | ≤ 0.25 | Stabilizzatur minuri β; Fe eċċessiva tnaqqas l-ebusija. |
| Nitroġenu (N) | ≤ 0.05 | ≤ 0.03 | Element interstizjali; isaħħaħ iżda jnaqqas id-duttilità. |
| Idroġenu (H) | ≤ 0.015 | ≤ 0.012 | Tista 'tifforma hydrides, li jwassal għal embrittlement. |
| Karbonju (Ċ) | ≤ 0.08 | ≤ 0.08 | Iżid is-saħħa imma jista 'jnaqqas l-ebusija jekk tkun għolja. |
| Elementi oħra (kull wieħed / totali) | ≤ 0.10 / 0.40 | ≤ 0.10 / 0.40 | Kontroll tal-impuritajiet. |
| Titanju (Ta ') | Bilanċ | Bilanċ | Element bażi li jipprovdi saħħa, Reżistenza għall-korrużjoni, u bijokompatibilità. |
3. Propjetajiet fiżiċi u mekkaniċi ta 'Ti-6al-4v
Ti-6al -4v (Grad 5 / Grad 23-Eli) tgħaqqad Qawwa speċifika għolja, Tebbuħ tajjeb tal-ksur, u Reżistenza eċċellenti għall-għeja ma ' ebusija elastika moderata u Konduttività termali / elettrika baxxa.
Il-proprjetajiet jiddependu ħafna fuq Formola tal-Prodott (maħdum, mitfugħa, Am), trattament tas-sħana (Anzjan vs. Sta vs. B - Annneal), impurità (interstizjali) livelli, u jekk il-parti kienet Hiped (Komuni għal partijiet mitfugħa / am).

Fiżiku (Termo-fiżiku) Proprjetajiet
| Proprjetà | Valur / Firxa | Noti |
| Densità | 4.43 g · cm⁻³ | ~ 60% tal-azzar, ~ 1.6 × al 7075 |
| Modulu elastiku, E | 110–120 GPA | ≈ 55% ta 'l-azzar (~ 200 GPa) |
| Modulu ta 'shear, G | ~ 44 GPA | G = e / [2(1+n)] |
| Il-proporzjon ta 'Poisson, n | 0.32–0.34 | |
| Firxa tat-tidwib | ~ 1,600–1,670 ° C. | Liquidus / solidus ivarjaw ftit mal-kimika |
| Konduttività termali | 6–7 w · m⁻¹ · k⁻¹ | ~ ¼ ta 'azzar; konċentrati tas-sħana fl-għodda / interface tax-xogħol waqt il-magni |
| Sħana speċifika (25 ° C.) | ~ 0.52 kJ · kg⁻¹ · k⁻¹ | Jogħla bit-temperatura |
| Koeffiċjent ta 'espansjoni termali (CTE) | 8.6–9.6 × 10⁻⁶ K⁻¹ (20–400 ° C.) | Inqas minn azzar inossidabbli awstenitiku |
| Reżistività elettrika | ~ 1.7–1.8 µω · m | Ogħla mill-azzar & Al (Tajjeb għal tħassib ta 'iżolament galvaniku) |
| Temperatura tas-servizz (tip.) | ≤ 400-500 ° C. | Fuq dan, Ir-reżistenza tas-saħħa u l-ossidazzjoni tinżel malajr |
Propjetajiet mekkaniċi tat-temperatura tal-kamra (Rappreżentant)
Il-valuri murija huma meded tipiċi; In-numri eżatti jiddependu fuq il-formola tal-prodott, Daqs tat-Taqsima, u speċifikazzjoni.
| Kundizzjoni / Forma | Uts (MPA) | Ys 0.2% (MPA) | Titwil (%) | Ebusija (Hv / HRC) | Noti |
| Maħdum, Mill-Annealed (Grad 5) | 895–950 | 825–880 | 10–14 | 320–350 HV (≈ HRC 33–36) | Linja bażi użata ħafna |
| Maħdum, Sta | 930–1,050 | 860–980 | 8–12 | 330–370 HV (≈ HRC 34–38) | Saħħa ogħla, Duttilità kemmxejn aktar baxxa |
| Grad 23 (Eli), Anzjan | 860–930 | 795–860 | 12–16 | 300–340 HV | Interstizjali aktar baxxi → Tebbuħ Aħjar & Reżistenza għat-tkabbir tal-qasma tal-għeja |
| Mitfugħa + Ġenbejn + Ht | 850–950 | 750–880 | 8–14 | 320–360 HV | Il-ġenbejn jagħlaq il-porożità, Tersaq lejn il-proprjetajiet li jixbhuhom |
| Am (LPBF / EBM) As-mibni | 900–1,050 | 850–970 | 6–10 | 330–380 HV | Ħafna drabi anisotropiċi; wara l-ġenbejn / ht rakkomandat |
| Am (Wara l-ġenbejn / ht) | 900–1,000 | 830–930 | 10–14 | 320–360 HV | Tirrestawra d-duttilità, Inaqqas it-tifrix |
Għeja & Ksur
- Għeja b'ċiklu għoli (R = −1, 10⁷ Ċikli):
-
- Maħdum / Il-ġenbejn jitfgħu / Il-ġenbejn ma kontx:~ 450–600 MPa (finitura tal-wiċċ u kontroll tad-difetti kritiċi).
- AS-MAST / As-mibni (l-ebda ġenbejn): tipikament 20–30% inqas Minħabba l-porożità u l-mikrodefetti.
- Għeja b'ċiklu baxx: Bil-qawwa l-kondizzjoni tal-mikrostruttura u tal-wiċċ dipendenti; Kolonji bi-modali u fini α ġeneralment jiżbqu strutturi lamellari oħxon f'RT.
- Tebbuħ tal-ksur (K_ic):
-
- Grad 5: ~ 55–75 MPA√m
- Grad 23 (Eli):~ 75–90 MPA√m (Interstizjali extra-baxxi jtejbu l-ebusija).
- Tkabbir tal-qasma: Lamellari (β trasformat) strutturi jistgħu jtejbu Reżistenza għat-tkabbir tal-qasma tal-għeja, Filwaqt li l-AIDS α ekwiaxed fin Reżistenza għall-bidu.
Creep & Qawwa ta 'temperatura għolja
- Jintuża sa ~ 400-500 ° C Għall-biċċa l-kbira tad-dmir strutturali; Fuq dan, Ir-reżistenza tas-saħħa u l-ossidazzjoni tiddegrada.
- Creep: TI-6AL -4V juri creep sinifikanti 'l fuq minn ~ 350-400 ° C; għal servizz ta 'temperatura ogħla, Ligi oħra TI (E.g., OF-6242, Tal-1100) jew superalloys ni-base (E.g., Inconel 718) huma preferuti.
- Effett ta 'mikrostruttura:Lamellari / widmanstätten (minn β-aneal jew tkessiħ bil-mod) offerti Reżistenza aħjar għat-tkabbir tal-creep u xquq minn strutturi ekwiaxed.
Influwenza ta 'interstizjali & Mikrostruttura
- Ossiġnu (O): +0.1 wt% o jista ' Għolli Uts b '~ 100 MPA Iżda Aqta 't-titwil diversi punti.
Għalhekk Grad 23 (Eli) b'O / N / H aktar baxx huwa speċifikat għal Impjanti u partijiet aerospazjali li jittolleraw il-ħsara. - Kontroll tal-mikrostruttura (permezz ta 'trattament tas-sħana):
-
- Equiaxed / bi-modali: Bilanċ tajjeb ta 'saħħa, duttilità, u ebusija - komuni fl-ajruspazju.
- Lamellari: Tkabbir tal-qasma mtejjeb / reżistenza għall-creep, Ductility Baxxa - Użata f'sezzjonijiet ħoxnin jew servizz għoli.
Kundizzjoni tal-wiċċ, Stress residwu & Irfinar
- Finitura tal-wiċċ tista 'tbiddel is-saħħa tal-għeja billi >25% (AS-MAGĦMUL / L-ISKRITURI VS. as-cast jew am as-mibni).
- Shot Peening / Xokk bil-lejżer: tintroduċi tensjonijiet residwi kompressivi → Titjib fil-ħajja ta 'għeja sa 2 ×.
- Tħin kimiku (Komuni f'partijiet mitfugħa / am) tneħħi Alpha-case u difetti fil-wiċċ kważi.
4. Reżistenza għall-korrużjoni u bijokompatibilità
Reżistenza għall-korrużjoni
Ti-6al-4V għandu r-reżistenza għall-korrużjoni tiegħu għal dijossidu tat-titanju aderenti sewwa (Tio₂) saff passiv, iffurmat b'mod spontanju fl-arja jew fl-ilma. Dan is-saff:
- Jipprevjeni aktar ossidazzjoni, b'rata ta 'korrużjoni <0.01 mm / sena fl-ilma baħar (10× Aħjar minn 316L Stainless Steel).
- Jirreżisti l-pitting indott mill-klorur (Kritika għal applikazzjonijiet tal-baħar u barra mill-kosta), b'numru ekwivalenti ta 'reżistenza għall-pitting (Injam) ta '~ 30.
- Jiflaħ ħafna mill-aċidi (sulfuriku, nitriku) u alkali, Għalkemm huwa suxxettibbli għal aċidu idrofluworiku (Hf) u aċidi li jnaqqsu qawwi.
Bijokompatibilità
In-natura mhux tossika u mhux reattiva tagħha tagħmel Ti-6al-4V il-materjal tal-għażla għal impjanti ortopediċi, viti dentali, u apparat kirurġiku.
5. Ipproċessar u fabbrikazzjoni ta 'liga tat-titanju Ti-6Al-4V
Ti-6al -4v (Grad 5 / Grad 23) huwa magħruf għall-proporzjon għoli ta 'saħħa għal piż u reżistenza għall-korrużjoni, Iżda dawn il-vantaġġi jiġu magħhom Sfidi sinifikanti fl-ipproċessar
Minħabba l-konduttività termali baxxa tagħha, Reattività kimika għolja, u ebusija relattivament għolja meta mqabbla ma 'aluminju jew azzar.
Sfidi u strateġiji tal-magni
Sfidi:
- Konduttività termali baxxa (~ 6–7 w · m⁻¹ · k⁻¹): Is-sħana tibni fl-interface tal-qtugħ, taċċellera l-ilbies tal-għodda.
- Reattività kimika għolja: Tendenza li tiġbor jew iwweldja għal għodda tal-qtugħ.
- Modulu elastiku (~ 110 GPa): Ebusija baxxa tfisser li l-biċċiet tax-xogħol jistgħu jiddevjaw, jeħtieġu setups riġidi.
Strateġiji għall-magni TI-6Al-4V:
- Uża Għodda tal-Karbide bi truf li jaqtgħu li jaqtgħu u kisi reżistenti għas-sħana (Tialn, Deheb).
- Applika Tkessaħ bi pressjoni għolja jew tkessiħ krijoġeniku (Nitroġenu likwidu) biex timmaniġġja s-sħana.
- Jippreferu Veloċitajiet ta 'qtugħ aktar baxxi (~ 30–60 m / min) ma ' Rati għoljin ta 'għalf Biex tnaqqas il-ħin tad-djar.
- Jimpjegaw magni b'veloċità għolja (HSM) Bil-passaġġi tal-għodda trokoidali biex timminimizza t-tagħbija tal-għodda u l-konċentrazzjoni tas-sħana.
Forġa, Rolling, u jiffurmaw
- Forġa: Ti-6al-4V huwa tipikament falsifikat bejn 900–950 ° C. (Reġjun A + B).
Tkessiħ rapidu (Tkessiħ bl-arja) jgħin jipproduċi multa, mikrostrutturi ekwiaxed b'bilanċ tajjeb ta 'toughness. - Rolling sħun: Jipproduċi pjanċi rqaq jew folji għal ġlud aerospazjali u komponenti ta 'apparat mediku.
- Formazzjoni superplastika (SPF): Fi ~ 900 ° C., TI-6Al-4V jista 'jikseb tawwali >1000% bil-pressjoni tal-gass li tifforma, Ideali għal pannelli aerospazjali kumplessi.
Tidwib
- TI-6Al-4V jista 'jkun kast tal-investiment (Proċess ta 'xama' mitluf) imma teħtieġ atmosferi bil-vakwu jew inerti Minħabba reattività ma 'materjali ta' ossiġnu u moffa.
- Forom refrattarji bħal yttria jew żirkonja jintużaw biex tevita kontaminazzjoni.
- Ġenbejn (L-ippressar isostatiku sħun) huwa komunement applikat wara l-ikkastjar biex telimina l-porożità u ttejjeb il-proprjetajiet mekkaniċi għal livelli kważi maħduma.

Manifattura addittiva (3D Stampar)
- Proċessi:
-
- Flusiku tas-sodda tat-trab tal-lejżer (LPBF) u It-tidwib tar-raġġ tal-elettroni (EBM) huma dominanti għal Ti-6al-4V.
- Depożizzjoni ta 'enerġija diretta (Ded) jintuża għal tiswija jew strutturi kbar.
- Vantaġġi:
-
- Ġeometriji kumplessi, Strutturi tal-kannizzata, u disinji ħfief ma ' sa 60% Tnaqqis tal-piż Meta mqabbel ma 'magni konvenzjonali mill-billetti.
- Skart tal-materjal minimu - kritiku mill-ispejjeż tal-materja prima Ti-6Al-4V $25–40 / kg.
- Sfidi:
-
- Partijiet mibnija ħafna drabi jkollhom mikrostrutturi anisotropiċi u tensjonijiet residwi, teħtieġ Trattament tal-ġenbejn u s-sħana.
- Il-ħruxija tal-wiċċ mill-fużjoni tat-trab għandha tkun bil-makna jew illustrata.
Iwweldjar u jingħaqad
- Reattività bl-arja f'temperaturi għoljin teħtieġ Shielding tal-Argon (jew kmamar inerti).
- Metodi:
-
- Gtaw (TIG) u Iwweldjar tar-raġġ tal-elettroni (Emb) huma komuni għal komponenti aerospazjali.
- Iwweldjar bil-lejżer: Preċiżjoni għolja, Input baxx tas-sħana.
- Friction ħawwad l-iwweldjar (FSW): Emerġenti għal ċerti strutturi aerospazjali.
- Prekawzjonijiet: Kontaminazzjoni ta 'ossiġnu jew nitroġenu waqt l-iwweldjar (>200 ppm o₂) jista 'jikkawża Embrittlement.
- Trattamenti tas-sħana ta 'wara l-weldja jistgħu jkunu meħtieġa biex terġa' tiġi stabbilita d-duttilità.
Trattamenti tal-wiċċ u finitura
- Tneħħija tal-każ alfa: Uċuħ mitfugħa jew iffalsifikati jiżviluppaw saff fraġli b'ħafna ossiġnu ("Alpha-Case") li għandu jitneħħa permezz tħin kimiku jew magni.
- Twebbis tal-wiċċ: In-nitriding tal-plażma jew l-anodizzazzjoni jsaħħaħ ir-reżistenza għall-ilbies.
- Illustrar & Kisi: Impjanti mediċi jeħtieġu Finituri tal-mera u bijo-kisi (hydroxyapatite, Landa) Għal bijokompatibilità u xedd.
Spiża u użu tal-materjal
- Il-magni tradizzjonali mill-billetta għandhom Proporzjonijiet ta 'xiri għall-fly 8:1 biex 20:1, tifsira 80–95% skart materjali—Kost bi $ 25–40 / kg għal Ti-6al-4V.
- Tekniki tal-forma kważi-net bħal ikkastjar ta 'investiment, Forġa ta 'preformi, u manifattura addittiva tnaqqas b'mod sinifikanti l-iskart u l-ispiża materjali.
6. Trattament tas-sħana u kontroll tal-mikrostruttura
Ti-6al-4V huwa liga α + β; Il-prestazzjoni tagħha hija rregolata minn kemm minn kull fażi hija preżenti, il-morfoloġija tagħhom (equiaxed, bimodali, Lamellari / widmanstätten), Daqs tal-Kolonja, u l-indafa / livell interstizjali (Grad 5 VS Grad 23 Eli).
Għax β-transus huwa tipikament ~ 995 ° C (± 15 ° C.), kemm jekk saħħan taħt jew 'il fuq minn din it-temperatura jiddetermina l-mikrostruttura li tirriżulta u, Għalhekk, Il-bilanċ ta 'saħħa - duttilità - toughness - creep-creep.

Il-familji primarji ta 'trattament tas-sħana
| Trattament | Tieqa tipika | Tkessiħ | Mikrostruttura li tirriżulta | Meta tuża / Benefiċċji |
| Serħan mill-istress (Sr) | 540–650 ° C., 1–4 h | Arja friska | Bidla minima fil-fażi; Tnaqqis tal-istress residwu | Wara magni tqal, iwweldjar, Am biex tnaqqas id-distorsjoni / knock-down |
| Mitħna / Anneal sħiħ | 700–785 ° C., 1–2 h | Arja friska | Α equiaxed + miżmum β (multa) | Stokk tal-Aerospazjali Bażi: duttilità tajba, ebusija, makkinabilità |
| Duplex / Anneal bi-modali | 930–955 ° C. (qrib β-transus), Żomm 0.5–2 h + Temper sub-transus (E.g., 700–750 ° C.) | Arja kessaħ bejn il-passi | Α ekwiaxed primarju + β trasformat (lamellari) | Komuni ħafna fl-ajruspazju: bilanċi saħħa għolja, Tebbuħ tal-ksur, u HCF |
| TRATT TA 'SOLUZZJONI & Età (Sta) | Soluzzjoni: 925–955 ° C. (Taħt β-transu) 1–2 H → Arja Kessaħ; Età: 480–595 ° C., 2–8 H → Arja Kessaħ | Arja friska | Ifjen α fi ħdan β trasformat, imsaħħaħ billi tixjieħ | Tqajjem UTS / YS (E.g., sa 930–1050 / 860–980 MPa), Drott tad-duttilità modesta |
| B - Annneal / β-soluzzjoni | > β-cross (≈995–1,040 ° C.), 0.5–1 H → Kessaħ Kontrollat (arja / forn / żejt) + Temper sub-transus | Arja / forn jibred | Lamellari / Widmanstätten a in trasformata b | Itejjeb Tebbuħ tal-ksur, tkabbir tal-qasma & creep, Iżda tbaxxi d-duttilità RT |
| Ġenbejn (L-ippressar isostatiku sħun) | 900–950 ° C., 100–200 MPa, 2–4 h (spiss + Sr / anneal) | Kessaħ bil-mod taħt pressjoni | Densità → >99.9%, Il-pori waqgħu | Essenzjali għall-kast & Partijiet AM biex tirrestawra l-għeja / il-prestazzjoni tal-ksur |
(Temperaturi eżatti / ħinijiet ta 'żamma jiddependu fuq l-ispeċifikazzjoni - AMS 4928/4911/4999, ASTM B348 / B381 / B367 / F1472 / F136, Tpinġija tal-Klijent, u sett ta 'propjetà mixtieqa.)
Ġenbejn: densifikazzjoni bħala "must-do" għall-kast & Am
- Għaliex: Anke pori żgħar (<0.5%) huma devastanti għall-ħajja tal-għeja u l-ebusija tal-ksur.
- Riżultat: Ġenbejn tipikament Irrestawra d-duttilità u l-għeja għal livelli kważi maħduma, Tnaqqis b'mod sinifikanti t-tifrix tal-propjetà.
- Segwitu: Wara l-ġenbejn serħan mill-istress jew anneal jista 'jistabbilizza aktar il-mikrostruttura u jnaqqas it-tensjonijiet residwi.
Direzzjonijiet emerġenti
- Trattamenti tas-sħana rapidi sub-transus (STAs taċ-Ċiklaġġ Qasir) Biex tnaqqas l-ispiża waqt li tolqot saħħa għolja.
- Mikrostruttura skont id-disinn f'Am: Kontroll tal-parametri bil-lejżer + Ġestjoni tas-sħana in-situ Biex timbotta lejn α / β ekwiaxed mingħajr ġenbejn sħiħ (stadju ta 'riċerka).
- Peening avvanzat (LSP) & Modifika tal-wiċċ Biex timbotta limiti ta 'għeja ogħla mingħajr ma tbiddel mikrostruttura bl-ingrossa.
- Ottimizzazzjoni HT Ggwidata għat-Tagħlim tal-Magni Bl-użu tad-dejta mid-dilatometrija, DSC, u ttestjar mekkaniku biex ibassar riċetti ottimali malajr.
7. Applikazzjonijiet ewlenin ta 'liga tat-titanju TI-6AL-4V
Ti-6al -4v (Grad 5) jiddomina s-suq tal-liga tat-titanju, kontabilità għal Madwar 50-60% tal-applikazzjonijiet kollha tat-titanju mad-dinja kollha.
Tagħha Proporzjon eċċezzjonali ta 'saħħa għal piż (UTS ≈ 900–1,050 MPa), Reżistenza għall-korrużjoni, Prestazzjoni tal-għeja, u bijokompatibilità tagħmilha indispensabbli f'industriji multipli ta 'prestazzjoni għolja.

Aerospazjali
- Strutturi ta 'inġenji ta' l-ajru:
-
- Gwarniċi tal-fuselage, Komponenti tal-irkaptu tal-inżul, parentesi tal-pilastru, u partijiet tas-sistema idrawlika.
- Iffrankar tal-piż tat-titanju meta mqabbel ma 'l-azzar (≈40% eħfef) jippermetti Tnaqqis tal-fjuwil ta '3-5% għal kull ajruplan, Kritika għal ġettijiet kummerċjali u militari moderni.
- Komponenti tal-magna bil-ġett:
-
- Blades tal-fan, Diski tal-kompressur, cassing, u komponenti ta 'wara l -burner.
- TI-6AL-4V iżomm is-saħħa sa 400–500 ° C., tagħmilha ideali għal stadji tal-kompressur fejn reżistenza għolja termali u għeja hija kruċjali.
Mediku u dentali
- Impjanti ortopediċi:
-
- Sostituzzjonijiet tal-ġenbejn u tal-irkoppa, Apparat tal-fużjoni spinali, pjanċi tal-għadam, u viti.
- Ti-6al -4V Eli (Grad 23) huwa favorit minħabba tagħha Tebbuħ imsaħħaħ tal-ksur u kontenut interstizjali baxx, Tnaqqis tar-riskju ta 'falliment ta' impjant.
- Applikazzjonijiet dentali:
-
- Kuruni, Impjanti dentali, u parentesi ortodontiċi minħabba Bijokompatibilità u osseointegrazzjoni, Promozzjoni ta 'twaħħil qawwi fl-għadam.
- Strumenti kirurġiċi:
-
- Għodda bħal forceps, Drills, u manki tal-iskalpell li jeħtieġu t-tnejn Reżistenza għolja ta 'saħħa u sterilizzazzjoni.
Karozzi u Motorsports
- Komponenti ta 'prestazzjoni għolja:
-
- Armi tas-Sospensjoni tal-Karozza tat-Tlielaq, valvi, Qabdiet tal-konnessjoni, u sistemi ta 'l-egżost.
- It-titanju jnaqqas il-piż minn 40–50% meta mqabbel ma 'l-azzar, Titjib tal-aċċellerazzjoni, Ibbrejkjar, u l-effiċjenza tal-fjuwil fl-isports kompetittivi.
- Vetturi lussużi u elettriċi (EVs):
-
- Użu emerġenti fil-kompartimenti tal-batteriji EV u partijiet strutturali fejn il-piż ħafif u r-reżistenza għall-korrużjoni jestendu l-firxa u l-affidabbiltà.
Marine u Offshore
- Navali & Bastimenti kummerċjali:
-
- Xaftijiet tal-iskrun, Sistemi ta 'pajpijiet tal-ilma baħar, u skambjaturi tas-sħana.
- Ti-6al-4V huwa reżistenti għal Pitting u korrużjoni ta 'xquq indotta mill-klorid, L-aktar azzar li ma jissaddadx u ligi tar-ram.
- Żejt & Strutturi tal-gass barra mill-kosta:
-
- Użat fir-risers, valvi tal-baħar, u tagħmir bi pressjoni għolja minħabba tiegħu Reżistenza għal Ambjenti tal-Gass qarsa u Qsim tal-korrużjoni tal-istress.
Proċessar Industrijali u Kimiku
- Skambjaturi tas-sħana & Reatturi:
-
- Ti-6Al-4V jiflaħ Ambjenti ossidanti u li jnaqqsu ħafif, Ideali għal pjanti tal-klor-alkali u sistemi ta 'desalinizzazzjoni.
- Ġenerazzjoni tal-Enerġija:
-
- Xfafar tat-turbina u komponenti tal-kompressur fi impjanti tal-enerġija nukleari u fossili fejn il-korrużjoni u r-reżistenza għall-għeja huma kruċjali.
- 3D Stampar ta 'partijiet industrijali:
-
- Użat ħafna fi Manifattura addittiva (Am) Għal parentesi aerospazjali, manifolds, u prototipi.
Konsumatur u oġġetti sportivi
- Tagħmir sportiv:
-
- Kapijiet tal-Klabb tal-Golf, Gwarniċi tar-roti, Racquets tat-tennis, u l-irkaptu tat-tixbit, ingranaġġ tagħha saħħa ħafifa u għolja.
- Arloġġi lussużi u elettronika:
-
- Każijiet, bezels, u komponenti strutturali fejn reżistenza għall-bidu u estetika huma vvalutati.
8. Vantaġġi ta 'liga tat-titanju Ti-6al-4V
- Proporzjon għoli ta 'saħħa għal piż
Ti-6al-4V huwa bejn wieħed u ieħor 45% eħfef mill-azzar Filwaqt li toffri saħħa tat-tensjoni komparabbli jew ogħla (~ 900–1100 MPa), tagħmilha ideali għal ħafifa, Komponenti ta 'prestazzjoni għolja. - Reżistenza eċċezzjonali għall-korrużjoni
Il-formazzjoni ta 'fejqan stabbli u awto Saff ta 'ossidu Tio₂ tipproteġi l-liga mill-korrużjoni fil-baħar, kimika, u ambjenti industrijali. - Għeja pendenti u reżistenza għall-ksur
Reżistenza eċċellenti għat-tagħbija ċiklika u l-propagazzjoni tal-qasma tiżgura Durabilità fit-tul, Speċjalment f'applikazzjonijiet aerospazjali u tal-karozzi. - Bijokompatibilità superjuri
Naturalment inert u mhux tossiku, Ti-6al-4V huwa Użat ħafna f'impjanti mediċi u għodod kirurġiċi Minħabba l-kompatibilità tiegħu mal-ġisem tal-bniedem. - Stabbiltà Termali
Iżomm il-prestazzjoni mekkanika fi temperaturi sa 500 ° C, Li tagħmilha xierqa għal komponenti tal-magna u applikazzjonijiet intensivi bis-sħana. - Versatilità fil-manifattura
Jista 'jiġi pproċessat permezz Forġa, ikkastjar, magni, u tekniki avvanzati bħall-manifattura tal-addittivi (3Stampar D), toffri flessibilità tad-disinn.
9. Limitazzjonijiet u sfidi ta 'liga tat-titanju Ti-6al-4V
- Spejjeż għoljin ta 'materjal u proċessar
Ti-6al-4V huwa ferm iktar għoli minn ligi konvenzjonali bħall-aluminju jew l-azzar tal-karbonju minħabba l - spiża għolja ta 'sponża tat-titanju (≈ $ 15-30 / kg) u l-proċess ta 'kroll intensiv fl-enerġija. - Makkinabilità diffiċli
Konduttività termali baxxa (madwar 6.7 W / m · k) iwassal għal tisħin lokalizzat waqt il-magni, jikkawża Ilbies tal-għodda, Veloċitajiet ta 'qtugħ baxxi, u spejjeż ogħla tal-manifattura. - Temperatura limitata tas-servizz
Waqt li huma b'saħħithom f'temperaturi moderati, Il-proprjetajiet mekkaniċi jiddegradaw lil hinn 500° C., Ir-restrizzjoni tal-użu tagħha f'ambjenti ta 'temperatura ultra-għolja bħal ċerti komponenti tat-turbina. - Rekwiżiti kumplessi ta 'wweldjar
L-iwweldjar TI-6AL-4V jeħtieġ Shielding tal-gass inert (Argon) Biex tevita kontaminazzjoni minn ossiġnu jew nitroġenu. Mingħajr kontroll xieraq, Il-weldjaturi jistgħu jsiru fraġli u suxxettibbli għal qsim. - Sensittività għall-ossiġnu u l-impuritajiet
Anke livelli żgħar ta 'ossiġnu (>0.2%) jista ' Tnaqqas drastikament id-duttilità u ebusija, li jitlob kontroll tal-kwalità strett waqt l-ipproċessar u l-ħażna.
10. Standards u speċifikazzjonijiet
- ASTM B348: TI-6AL-4V maħdum (bars, folji, pjanċi).
- ASTM B367: Komponenti tat-TI-6AL-4V mitfugħa.
- AMS 4928: TI-6AL-4V maħdum ta 'grad aerospazjali.
- ISO 5832-3: Impjanti mediċi (Grad Eli).
- MIL-T-9046: Speċifikazzjonijiet militari għal applikazzjonijiet aerospazjali.
11. Tqabbil ma 'materjali oħra
Liga tat-titanju Ti-6AL-4V ħafna drabi hija mqabbla ma 'materjali oħra ta' inġinerija użati b'mod wiesa 'bħal ligi tal-aluminju (E.g., 7075), azzar li ma jissaddadx (E.g., 316L), u superalloys ibbażati fuq in-nikil (E.g., Inconel 718).
| Proprjetà / Materjal | Ti-6al-4v | Aluminju 7075 | Stainless steel 316L | Inconel 718 |
| Densità (g / cm³) | 4.43 | 2.81 | 8.00 | 8.19 |
| Qawwa tat-tensjoni (MPA) | 900 - 1,000 | 570 - 640 | 480 - 620 | 1,240 - 1,380 |
| Saħħa tar-rendiment (MPA) | 830 - 880 | 500 - 540 | 170 - 310 | 1,070 - 1,250 |
| Titwil (%) | 10 - 15 | 11 - 14 | 40 - 50 | 10 - 20 |
| Modulu ta 'elastiċità (GPA) | 110 | 71 | 193 | 200 |
| Punt ta 'tidwib (° C.) | ~ 1,660 | 477 | 1,370 | 1,355 - 1,375 |
| Reżistenza għall-korrużjoni | Eċċellenti (speċjalment fl-ossidazzjoni & Ambjenti tal-klorur) | Moderat | Tajjeb ħafna | Eċċellenti |
| Qawwa tal-għeja (MPA) | ~ 550 | ~ 150 | ~ 240 | ~ 620 |
| Konduttività termali (W / m · k) | 6.7 | 130 | 16 | 11 |
| Spiża (relattiv) | Għoli | Baxx | Moderat | Għoli ħafna |
| Bijokompatibilità | Eċċellenti | Fqir | Tajjeb | Limitat |
| Applikazzjonijiet Komuni | Aerospazjali, Impjanti mediċi, Motorsports | Aerospazjali, tal-karozzi | Impjanti mediċi, Ipproċessar kimiku | Aerospazjali, turbini tal-gass |
12. Konklużjoni
Ti-6al-4v Liga tat-titanju tibqa 's-sinsla ta' industriji ta 'prestazzjoni għolja, toffri bilanċ ta 'saħħa mingħajr paragun, Tnaqqis tal-piż, u reżistenza għall-korrużjoni.
Filwaqt li l-ispejjeż u l-isfidi tal-ipproċessar tagħha jippersistu, L-avvanzi fil-manifattura tal-addittivi u l-metallurġija tat-trab qed inaqqsu l-ispejjeż tal-iskart u l-produzzjoni tal-materjal, L-iżgurar tar-rilevanza dejjem tikber tagħha fl-ajruspazju, mediku, u teknoloġiji futuri ta 'esplorazzjoni spazjali.
FAQs
Għaliex it-TI-6AL-4V jiswa aktar mill-azzar?
Sponża tat-titanju mhux maħdum ($15–30 / kg) u proċessar kumpless (tidwib bil-vakwu, magni speċjalizzati) Agħmel TI-6AL-4V 5-10 × Kostlier mill-Azzar, Għalkemm l-iffrankar tal-piż tiegħu spiss ikkumpensa l-ispejjeż taċ-ċiklu tal-ħajja.
Huwa manjetiku TI-6AL-4V?
Nru. Il-mikrostruttura alfa-beta tagħha mhix manjetika, Li tagħmilha xierqa għal applikazzjonijiet aerospazjali u mediċi fejn il-manjetiżmu huwa problematiku.
TI-6AL-4V jista 'jintuża għall-kuntatt tal-ikel?
IVA. Jissodisfa l-istandards tal-FDA (21 Cfr 178.3297) għall-kuntatt tal-ikel, b'reżistenza għall-korrużjoni li tiżgura l-ebda lissija tal-metall.
Kif tqabbel Ti-6al-4V ma 'Ti-6al-4V Eli?
TI-6AL-4V ELI (Interstizjali baxx żejjed) għandu ossiġnu aktar baxx (<0.13%) u ħadid (<0.25%), Titjib tad-duttilità (12% titwil) u l-bijokompatibilità - preferuti għal impjanti mediċi.
X'inhi t-temperatura massima li tista 'tiflaħ TI-6AL-4V?
Twettaq b'mod affidabbli sa 400 ° C. 'Il fuq minn 500 ° C., Ir-rati tal-creep jiżdiedu, Li tillimita l-użu f'applikazzjonijiet ta 'sħana għolja (E.g., Sezzjonijiet sħan tat-turbina tal-gass, fejn huma preferuti s-superallys tan-nikil).


