Material gr5 (ti -6 al -4 v)
De la Wikipedia, Enciclopedia gratuită
Ti -6 al -4 v (UNS DESCOMITARE R56400), uneori numit TC4, Ti64, [1] sau ASTM gradul 5, este un aliaj alfa-beta titan cu o rezistență specifică ridicată și o rezistență excelentă la coroziune. Este unul dintre cele mai utilizate aliaje de titan și este aplicată într -o gamă largă de aplicații, unde sunt necesare rezistență excelentă la coroziune și o rezistență excelentă la coroziune, cum ar fi, de exemplu, industria aerospațială și aplicații biomecanice (implanturi și proteze).
Studiile aliajelor de titan utilizate în armuri au început în anii '50 la Arsenalul Watertown, care ulterior a devenit parte a laboratorului de cercetare a armatei. [2] [3]
Este cel mai de succes aliaj de titan de succes și este încă în folosință și astăzi, având numeroase aplicații industriale și comerciale. [5]
Utilizarea crescută a aliajelor de titan ca biomateriale se produce datorită modulului lor inferior, biocompatibilității superioare și rezistenței la coroziune sporită în comparație cu oțelurile inoxidabile mai convenționale și aliaje pe bază de cobalt. [6] Aceste proprietăți atractive au fost o forță motrice pentru introducerea timpurie a (CPTI) și + (Ti -6 Al -4 v) aliaje, precum și pentru dezvoltarea mai recentă a noilor compoziții Ti-Alloy și a metastabilului ortopedic metastabil B aliaje de titan. Acesta din urmă posedă biocompatibilitate sporită, modul elastic redus și rezistență superioară controlată de tulpină și de oboseală. [7] Cu toate acestea, rezistența slabă a forfecării și rezistența la uzură a aliajelor de titan au limitat totuși utilizarea lor biomedicală. Deși rezistența la uzură a aliajelor B-Ti a arătat o îmbunătățire în comparație cu aliajele#B, utilitatea finală a aliajelor de titan ortopedice ca componente de uzură va necesita o înțelegere fundamentală mai completă a mecanismelor de uzură implicate.
Chimie
[edita]
(în greutate în greutate) [8]
|
V |
Al |
F |
O |
C |
N |
H |
Y |
Ti |
Restul fiecare |
Restul total |
|
|
Min |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Max |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Echilibru |
.1 |
.3 |
Proprietăți fizice și mecanice
[edita]
O posibilă microstructură a Ti -6 al -4 v aliaj cu cereale alfa echiaxed și faza beta discontinuă
Ti -6 al -4 v Aliaj de titan există în mod obișnuit în alfa, cu structura de cristal HCP, (SG: p63/mmc) și beta, cu structura de cristal BCC, (SG: IM -3 m) faze. În timp ce proprietățile mecanice sunt o funcție a stării de tratare termică a aliajului și pot varia în funcție de proprietăți, sunt prezentate mai jos proprietăți, intervalele de proprietăți tipice pentru Ti -6} al -4 v. [9] [10] [10 ] [11] Aluminiul stabilizează faza alfa, în timp ce vanadiul stabilizează faza beta. [12] [13]
|
Densitate |
Modulul lui Young |
Modul de forfecare |
Modul în vrac |
Raportul lui Poisson |
Stresul de randament la tracțiune |
Stresul final la tracțiune |
Duritate |
Alungire uniformă |
|
|
Min |
4.429 g/cm3 (0. 160 lb/Cu in) |
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 (tipic) |
5% |
|
Max |
4.512 g/cm3 (0. 163 lb/Cu in) |
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 are o conductivitate termică foarte scăzută la temperatura camerei de 6,7 până la 7,5 W/M · K, [14] [15], ceea ce contribuie la mașina sa relativ slabă. [15]
Aliajul este vulnerabil la oboseala rece. [16] [17]
Tratamentul termic al ti -6 al -4 v
[edita]
Ti -6 al -4 v este tratat termic pentru a varia cantitățile de și microstructura și fazele din aliaj. Microstructura va varia semnificativ în funcție de tratarea termică exactă și de metoda de procesare. Trei procese comune de tratare a căldurii sunt recoacere la moară, recoacere duplex și tratare a soluțiilor și îmbătrânire. [18]
Aplicații
[edita]
Structuri aerospațiale. Boeing 787 este de 15% titan în greutate, [19], iar Airbus A350 este de 14%. [20]
Implanturi și proteze biomedicale [21]
Mașini de curse de înaltă performanță
Biciclete de înaltă calitate
Fabricare aditivă [22]
Carcasă Apple iPhone 15 Pro (Max), carcase iPhone 16 Pro și Pro Max și Apple Watch Series 10 Titanium și Ultra 2 cazuri
Aplicații marine: Ti -6 al -4 V Gradul 5 este utilizat pe scară largă în aplicațiile marine, datorită rezistenței sale excepționale de coroziune în mediile apei de mare. [23] Ti -6 al -4 v se aplică în componente expuse atmosferelor marine și condițiilor subacvatice, cum ar fi construcții navale, platforme de petrol și gaze offshore și echipamente submarine. [24] [25] Rezistența sa la coroziune ajută la reducerea costurilor de întreținere și la extinderea duratei de viață a echipamentelor marine. [26]
Specificații
[edita]
UNS: R56400
Standard AMS: 4928 [27]
Standard ASTM: F1472
Standard ASTM: B265 Grad 5 [28]