Gr5 materiāls (ti -6 al -4 v)
No Wikipedia, bezmaksas enciklopēdija
Ti -6 al -4 V (UNS apzīmējums R56400), ko dažreiz sauc par TC4, Ti64, [1] vai ASTM 5. pakāpi, ir alfa-beta titāna sakausējums ar augstu specifisku stiprību un lielisku korozijas izturību. Tas ir viens no visbiežāk izmantotajiem titāna sakausējumiem un tiek izmantots plašā lietojumprogrammās, kur ir nepieciešams zems blīvums un lieliska izturība pret koroziju, piemēram, piemēram, kosmiskās aviācijas rūpniecība un biomehāniski pielietojumi (implanti un protēzes).
Armoros izmantoto titāna sakausējumu pētījumi sākās piecdesmitajos gados Watertown Arsenal, kas vēlāk kļuva par armijas pētījumu laboratorijas daļu. [2] [3]
Tas ir komerciāli veiksmīgākais titāna sakausējums un joprojām tiek izmantots šodien, veidojot daudzus rūpniecības un komerciālus lietojumus. [5]
Paaugstināta titāna sakausējumu lietošana kā biomateriāli notiek to zemāka moduļa, augstākā bioloģiskās savietojamības un pastiprinātas korozijas pretestības dēļ, salīdzinot ar parastajiem nerūsējošākiem tēraudiem un kobaltu bāzes sakausējumiem. [6] Šīs pievilcīgās īpašības bija virzītājspēks agrīnai (CPTI) un + (ti -6 al -4 v) sakausējumiem, kā arī jaunāku jauno Ti-doloka kompozīciju un ortopēdisko metastabilo metastabilo izstrādi un ortopēdisko metastabilitāti jaunākajai izstrādei jaunākai attīstībai. B titāna sakausējumi. Pēdējam ir pastiprināta bioloģiskā savietojamība, samazināts elastības modulis un augstāka celma kontrolēta un notch noguruma pretestība. [7] Tomēr titāna sakausējumu sliktā bīdes izturība un izturība pret nodilumu tomēr ir ierobežojusi to biomedicīnas izmantošanu. Lai arī B-Ti sakausējumu nodilumizturība ir parādījusi zināmu uzlabojumu, salīdzinot ar#B sakausējumiem, ortopēdisko titāna sakausējumu galīgajai lietderībai kā nodiluma sastāvdaļām būs nepieciešama pilnīgāka būtiska izpratne par iesaistītajiem nodiluma mehānismiem.
Ķīmija
[Rediģēt]
(Wt. %) [8]
|
V |
Al |
Fe |
O |
C |
N |
H |
Y |
Ti |
Atlikums katrs |
Kopā atlikušā daļa |
|
|
Minimāls |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Maksimums |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Līdzsvars |
.1 |
.3 |
Fizikālās un mehāniskās īpašības
[Rediģēt]
Viena iespējamā ti -6 al -4 v sakausējuma mikrostruktūra ar vienādām alfa graudiem un pārtraukta beta fāze
Ti -6 al -4 V titāna sakausējums parasti pastāv alfa, ar HCP kristāla struktūru (SG: P63/MMC) un beta, ar BCC kristāla struktūru (SG: IM -3} m) fāzes. Kaut arī mehāniskās īpašības ir sakausējuma termiskās apstrādes stāvokļa funkcija un var mainīties atkarībā no īpašībām, tipiskiem īpašību diapazoniem labi apstrādātam ti -6 al -4 V ir parādīti zemāk. ] [11] Alumīnijs stabilizē alfa fāzi, bet vanādijs stabilizē beta fāzi. [12] [13]
|
Blīvums |
Younga modulis |
Bīdes modulis |
Lielapjoma modulis |
Puasona attiecība |
Stiepes ražas spriegums |
Stiepes galīgais stress |
Cietība |
Vienots pagarinājums |
|
|
Minimāls |
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 (tipisks) |
5% |
|
Maksimums |
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 ir ļoti zema siltumvadītspēja istabas temperatūrā no 6,7 līdz 7,5 w/m · k, [14] [15], kas veicina tā salīdzinoši slikto mehānisko spēju. [15]
Sakausējums ir neaizsargāts pret aukstā aizkavēšanās nogurumu. [16] [17]
Ti -6 al -4 v siltuma apstrāde
[Rediģēt]
Ti -6 al -4 V tiek apstrādāts ar termiņu, lai mainītu sakausējuma un fāžu mikrostruktūras daudzumu un mikrostruktūru. Mikrostruktūra ievērojami mainīsies atkarībā no precīzas termiskās apstrādes un apstrādes metodes. Trīs izplatīti termiskās apstrādes procesi ir dzirnavu atkvēlināšana, dupleksa atkvēlināšana un šķīdumu apstrāde un novecošana. [18]
Pieteikumi
[Rediģēt]
Aviācijas un kosmosa struktūras. Boeing 787 ir 15% titāna pēc svara, [19], un Airbus A350 ir 14%. [20]
Biomedicīnas implanti un protēzes [21]
Augstas veiktspējas sacīkšu automašīnas
Augstākās klases velosipēdi
Piedevu ražošana [22]
Apple iPhone 15 Pro (MAX) korpuss, iPhone 16 Pro un Pro Max Case un Apple Watch Series 10 Titanium un Ultra 2 gadījumi
Jūras lietojumprogrammas: ti -6 al -4 V 5. pakāpe tiek plaši izmantota jūras lietojumprogrammās, ņemot vērā tā izcilo korozijas pretestību jūras ūdens vidē. [23] Ti -6 al -4 V tiek uzklāts komponentos, kas pakļauti jūras atmosfērai un zemūdens apstākļiem, piemēram, kuģu būvei, naftas un gāzes platformas jūrā, kā arī zemūdens aprīkojums. [24] [25] Tās izturība pret koroziju palīdz samazināt uzturēšanas izmaksas un pagarināt jūras aprīkojuma kalpošanas laiku. [26]
Specifikācija
[Rediģēt]
UNS: R56400
AMS standarts: 4928 [27]
ASTM standarts: F1472
ASTM standarts: B265 5. pakāpe [28]