GR5 Material (ti -6 al -4 v)
Z Wikipédie, bezplatná encyklopédia
Ti -6 al -4 v (UNS Označenie R56400), niekedy nazývané TC4, Ti64, [1] alebo ASTM Grade 5, je alfa-beta titánová ležina s vysokou špecifickou pevnosťou a vynikajúcou odolnosťou proti korózii. Je to jedna z najbežnejšie používaných zliatin titánu a používa sa v širokej škále aplikácií, kde je potrebná nízka hustota a vynikajúca odolnosť proti korózii, napríklad napr. Aerospace priemysel a biomechanické aplikácie (implantáty a protézy).
Štúdie zliatin titánu používaných v brnení sa začali v 50. rokoch 20. storočia vo Watertown Arsenal, ktorý sa neskôr stal súčasťou laboratória pre výskum armády. [2] [3]
Je to najúspešnejšia zliatina titánu a dodnes sa používa, ktorá formuje početné priemyselné a komerčné aplikácie. [5]
Zvýšené použitie zliatin titánu ako biomateriálov sa vyskytuje v dôsledku ich nižšieho modulu, vynikajúcej biokompatibility a zvýšenej odolnosti proti korózii v porovnaní s konvenčnými nehrdzavejúcimi oceľami a zliatinami na báze kobaltu [6] Tieto atraktívne vlastnosti boli hnacou silou pre skoré zavedenie (CPTI) a + (ti -6 al -4 v) zliatiny, ako aj novšieho vývoja nových kompozícií Ti-Alloy a ortopedic tolotastable. B Zliatina titánu. Ten má zvýšenú biologickú kompatibilitu, znížený elastický modul a vynikajúcu odolnosť proti únavovej únave a zárez. [7] Zlá šmyková pevnosť a odolnosť opotrebenia zliatin titánu však napriek tomu obmedzili svoje biomedicínske použitie. Aj keď odolnosť proti opotrebovaniu zliatin B-TI preukázala určité zlepšenie v porovnaní so zliatinami#B, konečná užitočnosť ortopedických zliatin titánu ako opotrebenia si bude vyžadovať úplné základné pochopenie zapojených mechanizmov opotrebenia.
Chémia
[upraviť]
(In Wt. %) [8]
|
V |
Al |
FE |
O |
C |
N |
H |
Y |
Tip |
Zvyšok každého |
Zvyšok celkom |
|
|
Blesk |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Maximálny |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Vyváženie |
.1 |
.3 |
Fyzikálne a mechanické vlastnosti
[upraviť]
Jedna možná mikroštruktúra ti -6 al -4 v zliatiny s rovnými zŕnami alfa a diskontinuálnou beta fázou
Ti -6 al -4 v titánovej zliatine bežne existuje v alfa, so štruktúrou kryštálov HCP, (sg: p63/mmc) a beta, s BCC kryštálovou štruktúrou, (sg: im -3 m) fázy. Zatiaľ čo mechanické vlastnosti sú funkciou stavu tepelného spracovania zliatiny a môžu sa meniť na základe vlastností, typické rozsahy vlastností pre dobre spracované ti -6 al -4 v sú uvedené nižšie. [9] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [ ] [11] Hliník stabilizuje fázu alfa, zatiaľ čo vanadium stabilizuje beta fázu. [12] [13]
|
Hustota |
Youngov modul |
Šmykový modul |
Objemový modul |
Poissonov pomer |
Napätie v ťahu |
V ťahu konečný stres |
Tvrdosť |
Jednotné predĺženie |
|
|
Blesk |
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 (typické) |
5% |
|
Maximálny |
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 má veľmi nízku tepelnú vodivosť pri izbovej teplote 6,7 až 7,5 w/m · k, [14] [15], ktorá prispieva k jej relatívne zlej machinácii. [15]
Zliatina je zraniteľná voči únave prebývania studenej. [16] [17]
Tepelné spracovanie ti -6 al -4 v
[upraviť]
Ti -6 al -4 v je tepelne ošetrené, aby sa menili množstvá a mikroštruktúra a fázy v zliatine. Mikroštruktúra sa bude výrazne líšiť v závislosti od presného tepelného spracovania a metódy spracovania. Tri bežné procesy tepelného spracovania sú žíhanie mlyna, duplexné žíhanie a ošetrenie roztoku a starnutie. [18]
Žiadosti
[upraviť]
Letecké štruktúry. Boeing 787 je 15% titán podľa hmotnosti [19] a Airbus A350 je 14%. [20]
Biomedicínske implantáty a protézy [21]
Vysoko výkonné pretekárske vozidlá
Bicykle
Aditívna výroba [22]
Puzdro Apple iPhone 15 Pro (Max), prípady iPhone 16 Pro a Pro Max a Apple Watch Series 10 Titanium a Ultra 2 Case
Námorné aplikácie: Ti -6 al -4 v Grade 5 sa vo veľkej miere používa v morských aplikáciách kvôli výnimočnej odolnosti proti korózii v prostrediach morskej vody. [23] Ti -6 al -4 V sa aplikuje v komponentoch vystavených morskému atmosfére a poddajným podmienkam, ako je stavba lodí, pobrežné ropné a plynové platformy a podmorské vybavenie. [24] [25] Jeho odolnosť voči korózii pomáha pri znižovaní nákladov na údržbu a predĺžení životnosti morských zariadení. [26]
Špecifikácie
[upraviť]
UNS: R56400
Štandard AMS: 4928 [27]
Standard ASTM: F1472
Štandard ASTM: B265 Stupeň 5 [28]