Titāna 6Al-4V 5. pakāpe: sastāvs, īpašības un pielietojums

Kas ir Titanium 6Al-4V 5. pakāpe?

Ti-6Al-4V, kas apzīmēts kā 5. klases titāns saskaņā ar ASTM standartiem un UNS R56400, ir visplašāk izmantotais titāna sakausējums, kas veido aptuveni pusi no titāna sakausējuma patēriņa pasaulē. Tas satur apmēram 6 procentus alumīnija un 4 procentus vanādija: alumīnijs stabilizē alfa fāzi un palielina izturību un šļūdes pretestību, savukārt vanādijs stabilizē beta fāzi un uzlabo apstrādājamību un termisko apstrādi. Sakausējums ir klasificēts kā alfa-beta, un tā augstas stiprības, zema blīvuma, izturības pret koroziju un bioloģiskās savietojamības kombinācija padara to par noklusējuma izvēli prasīgiem kosmosa, jūras, medicīnas un rūpniecības komponentiem.

Ķīmiskais sastāvs

Ierobežojumi atbilst ASTM B265 un atbilstošajiem produktu standartiem. Ķirurģiskiem implantiem ELI (īpaši-zems intersticiāls) variants Ti-6Al-4V ELI, UNS R56401, samazina skābekļa un dzelzs robežas, lai uzlabotu izturību pret lūzumiem, un tas ir norādīts saskaņā ar ASTM F136.

Mehāniskās un fizikālās īpašības

Minimālās mehāniskās īpašības pēc ASTM B348 rūdītam stieņam ir stiepes izturība 895 MPa, tecēšanas robeža 825 MPa un pagarinājums 10 procenti. Šķīduma -apstrādāts un vecināts (STA) materiāls var sasniegt aptuveni 1100 MPa stiepes izturību ar samazinātu elastību, tāpēc atkvēlinātais stāvoklis ir standarta vispārējai ražošanai.

Standarti un produktu veidlapas

5. pakāpe tiek piegādāta katrā dzirnavu formā saskaņā ar īpašiem standartiem: plāksne, loksne un sloksne atbilstoši ASTM B265 un AMS 4911; stienis un sagatave atbilstoši ASTM B348 un AMS 4928; bezšuvju un metinātas caurules atbilstoši ASTM B861 un B862; kondensatora caurule atbilstoši ASTM B338; vads atbilstoši ASTM B863 un AMS 4954; un kalumi atbilstoši AMS 4928 vai ASTM F136 implantu kvalitātes detaļām. Ķīnas ekvivalentās kategorijas ietver TC4 saskaņā ar GB/T 3621 plāksnēm un GB/T 2965 stieņiem. Pircējiem jāapstiprina temperaments, izmēri un testēšanas līmenis un jāpieprasa dzirnavu sertifikāti ar ķīmiskajiem un mehāniskajiem datiem atbilstoši EN 10204 tipam 3.1 vai 3.2, ja to prasa projekts.

Termiskā apstrāde un apstrāde

5. klase ir termiski-apstrādājama. Dzirnavu atkvēlināšana aptuveni 700 līdz 790 grādos pēc Celsija, kam seko gaisa dzesēšana, iegūst vienmērīgu līdzsvarotu struktūru ar labu elastību. Šķīduma apstrāde un novecošana, parasti šķīdināšana pie 900 līdz 960 grādiem pēc Celsija, ūdens dzēšana un novecošana 480 līdz 595 grādos pēc Celsija, palielina stiepes izturību par aptuveni 15 procentiem, vienlaikus samazinot pagarinājumu. Kalšana parasti tiek veikta alfa-beta laukā no 900 līdz 980 grādiem pēc Celsija, un metināšanai izmanto GTAW ar pildvielu ERTi-5 stingrā argona ekranējumā; metināšanas zona ir jāaizsargā, līdz temperatūra nokrītas zem aptuveni 300 grādiem pēc Celsija, lai izvairītos no skābekļa un slāpekļa piesārņojuma.

Izturība pret koroziju

Ti-6Al-4V ir izturīgs pret jūras ūdeni, hlorīda šķīdumiem, oksidējošām skābēm un lielāko daļu organisko vielu, pateicoties tās stabilajai oksīda plēvei. Tas ir imūns pret hlorīda punktveida un stresa korozijas plaisāšanu jūras vidē, kas atbalsta tā izmantošanu atklātā jūrā esošajās platformās, dzenskrūves šahtās un zemūdens aparatūrā. Tas nav ieteicams spēcīgi reducējošām skābēm, piemēram, karstai koncentrētai sālsskābei vai sērskābei, kur neleģētas vai pallādiju saturošas kategorijas darbojas labāk. Saskare ar tēraudu vai alumīniju mitros mezglos ir jāizolē, lai novērstu mazāk cēlmetāla galvanisko koroziju.

Lietojumprogrammas

Aviācija: lidmašīnas korpusa konstrukcijas sastāvdaļas, šasijas, dzinēja stiprinājumi, stiprinājumi un hidrauliskās caurules. Sakausējuma izturības saglabāšana līdz aptuveni 400 grādiem pēc Celsija un noguruma izturība padara to par lidmašīnas konstrukcijas mugurkaulu.

Medicīna: ķirurģiskie implanti, piemēram, gūžas stublāji, ceļgalu daļas un kaulu plāksnes, parasti kā Ti-6Al-4V ELI atbilstoši ASTM F136, kas novērtētas bioloģiskās saderības un osseointegrācijas dēļ.

Jūrā un jūrā: dzenskrūves vārpstas, jūras ūdens cauruļvadi, siltummaiņi un dziļūdens korpusi, kam nepieciešams ilgs {{1}korozijas brīvs kalpošanas laiks.

Motosports un automobiļi: klaņi, vārsti, izplūdes sistēmas un piekares atsperes, kur svara samazināšana attaisno izmaksas.

Ķīmiskās vielas un enerģija: vārstu korpusi, sūkņa komponenti un siltummaiņa daļas hlorīda{0}}piesātinātās procesa plūsmās.

Atlases piezīmes

Izvēlieties 5. pakāpi, ja konstrukcijas pamatā ir izturība, izturība pret nogurumu un ekspluatācijas temperatūra līdz 400 grādiem pēc Celsija. Ja prioritāte ir maksimāla formējamība un metināmība plānās sekcijās, 9. klase (Ti-3Al-2,5V) ir labāka izvēle; ja vide ir galvenā problēma un slodze ir zema, komerciāli tīra 2. pakāpe piedāvā zemākas izmaksas. Nesošajiem implantiem norādiet Ti-6Al-4V ELI un pārbaudiet atbilstību ASTM F136 un piemērojamajiem medicīnas ierīču noteikumiem.

FAQ

Kāds ir UNS numurs 5. klases titānam?

UNS numurs ir R56400 standarta Ti-6Al-4V un R56401 ELI implanta kvalitātes variantam.

Vai 5. pakāpes titāns ir stiprāks par 2. pakāpi?

Jā, ar lielu starpību: atkvēlinātās 5. klases minimālā stiepes izturība ir 895 MPa, salīdzinot ar 345 MPa 2. pakāpei, kas ir aptuveni 2,5 reizes lielāka, ar labāku paaugstinātas -temperatūras spēju.

Vai Ti-6Al-4V var metināt?

Jā, ar gāzes volframa loka metināšanu un ERTi-5 pildvielu zem sejas un saknes stingras argona aizsardzības; metinātā šuve ātri atdziest, un metināšanas stiprums tuvojas atkvēlinātajam parastajam metālam.

Kāda ir atšķirība starp 5. un 5. pakāpes ELI?

ELI (īpaši-zems intersticiāls) samazina skābekļa un dzelzs ierobežojumus, uzlabojot stingrību un elastību uz neliela stiprības samazinājuma rēķina; tā ir norādītā pakāpe ķirurģiskajiem implantiem.

Vai 5. pakāpes titāna{1}noturība pret koroziju jūras ūdenī?

Jā, tas būtībā ir imūns pret hlorīda iedobumiem, plaisu koroziju un sprieguma korozijas plaisāšanu jūras ūdenī, tāpēc to izmanto šahtām, korpusiem un cauruļvadiem kuģniecībā.

Kāpēc Ti-6Al-4V ir grūti apstrādāt?

Tā zemā siltumvadītspēja, aptuveni 7 W/m-K, koncentrē griešanas siltumu instrumenta malās, radot ātru nodilumu un skaidu aizdegšanās risku; ir nepieciešami asi instrumenti, mazs ātrums, liela padeve un augsts{2}piediena dzesēšanas šķidrums.