Editja t-traduzzjoni
minn Transposh - translation plugin for wordpress
Ti-6al-4V Titanium Skid Plate Components Fornitur

Liga tat-titanju Ti-6al-4V: Proprjetajiet, Vantaġġi, Applikazzjonijiet

Tabella tal-Kontenut Juru

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.

Bars tal-liga tat-titanju Ti-6al-4V
Bars tal-liga tat-titanju Ti-6al-4V

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).

Ti-6al-4V Titanium CNC Partijiet li jduru
Ti-6al-4V Titanium CNC Partijiet li jduru

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.
Partijiet tal-ikkastjar tat-titanju Ti-6Al-4V Custom
Partijiet tal-ikkastjar tat-titanju Ti-6Al-4V Custom

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.

Magni CNC TI-6AL-4V Komponenti tat-Titanju
Magni CNC TI-6AL-4V Komponenti tat-Titanju

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.

Itfa 'liga tat-titanju ti-6al-4v partijiet
Itfa 'liga tat-titanju ti-6al-4v partijiet

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).

Ħalli kumment

L-indirizz tal-email tiegħek ma jiġix ippubblikat. L-għelieqi meħtieġa huma mmarkati *

Skrollja għal Fuq

Ikseb Kwotazzjoni Instant

Jekk jogħġbok imla l-informazzjoni tiegħek u aħna nikkuntattjawk fil-pront.