Erinevus GR9 ja GR5 titaani vahel

1. keemiline koostis

Põhiline eristamine seisneb nende legeeriva elemendi sisus, mis suurendab otseselt nende jõudluse erinevusi.

Sulami klass	Esmased legeerimise elemendid	Muud elemendid (tüüpilised, max)
9. klass (Ti-3Al-2,5V)	3% alumiinium (AL), 2,5% vanaadium (V)	FE: 0,25%, O: 0,15%, C: 0,08%, N: 0,05%, H: 0,015%
5. aste (Ti-6AL-4V)	6% alumiinium (AL), 4% vanaadium (V)	FE: 0,30%, O: 0,20%, C: 0,08%, N: 0,05%, H: 0,015%

Alumiinium (Al): Tugevdab titaani maatriksit ja stabiliseerib "alfa" faasi (tihe, tugev kristalne struktuur). 5. klassi kõrgem Al -sisu suurendab selle tugevust võrreldes 9. klassiga.

Vanaadium (V): Stabiliseerib "beeta" faasi (kõrgtugevam struktuur) ja parandab moodustatavust. 5. klassi kõrgem V sisu tasakaalustab tugevust ja sitkust.

2. Mehaanilised omadused

Mehaaniline jõudlus varieerub koostise tõttu drastiliselt, muutes iga klassi sobivaks eristatavaks koormuse kandmiseks või moodustamisvajadusteks.

Omadus (ASTM -i standardid)	9. klass (Ti-3Al-2,5V)	5. aste (Ti-6AL-4V)	Võtmeisik
Tõmbetugevus(MPA)	620 - 795	860 - 930	5. aste on ~ 20-30% tugevam, ideaalne kõrge koormusega rakenduste jaoks.
Saagikus tugevus(MPA)	550 - 725	795 - 860	5. aste on stressi all püsiv deformatsioon palju paremini.
Pikenemine (%)	12 - 18	8 - 15	9. klass on kõrgtugevam (venib rohkem enne purunemist), lihtsamini painutamine/vormistamine.
Karedus(Rockwell C)	25 - 30	30 - 35	5. aste on raskem, pakkudes paremat kulumiskindlust, kuid väiksemat masinat.
Väsimustugevus(10⁷ tsüklit, MPA)	~350	~620	5. astmel on erakordne väsimuskindlus, korduva koormuse jaoks kriitiline (nt lennukite osad).

3. korrosioonikindlus

Mõlemal klassil on suurepärane korrosioonikindlus (parem kui paljudest roostevabast terastest) karmides keskkondades nagu merevesi, happed ja tööstuslikud kemikaalid. Kuid:

9. klass: Selle madalam sulami sisaldus (3% Al, 2,5% V) muudab selle pisut vastupidavamakskorrosioonkloriidirikkates keskkondades (nt mererakendused). Selle põhjuseks on asjaolu, et vähem legeerivaid elemente loob vähem mikrostrukturaalseid "nõrkuid punkte", kus korrosioon saab algatada.

5. aste: Ehkki see on endiselt väga korrosioonikindlad, vähendab selle kõrgem Al/V sisaldus marupealsel korral 9. astmega võrreldes.

4. Formaitavus ja masinad

Need omadused määravad, kui hõlpsalt saab sulamit kujundada (nt painutamine, keevitamine) või lõigata täpseteks osadeks.

Moodustatavus

9. klass: Kaalutudkõige moodustatavam alfa-beeta titaansulam. Selle madalam tugevus ja suurem elastsus võimaldavad seda külma moodustada (nt torudesse painutatud, lehtedeks veeretatud) ilma pragunemata. Samuti keevitab see hõlpsalt minimaalse keevitusjärgse kuumtöötlusega.

5. aste: Halb vormitavus. Selle kõrge tugevus ja madal elastsus tähendab, et seda ei saa külma moodustusega (~ 800–900 kraadi juures), mis lisab kulusid ja keerukust. Keevitamine on võimalik, kuid sageli nõuab rabeduse vältimiseks eelsoojendamist ja keevitugevust.

Masinad

9. klass: Rohkem masinad kui 5. klass. Selle madalam karedus vähendab tööriistade kulumist ja elastsus takistab lõikamise ajal "hakkimist".

5. aste: Ükskõige vähem töötavate titaansulamid. Selle kõrge kõvadus ja sitkus põhjustavad kiiret tööriistade kulumist, vajades spetsiaalseid tööriistu (nt karbiidi sisendeid) ja aeglast raiumiskiirust. See suurendab tootmisaega ja kulusid.

5. Maksumus

9. klass: Madalamad kulud. Selle lihtsam kompositsioon (vähem Al ja V) ja lihtsam töötlemine (külm moodustamine, parem masinad) vähendavad tootmiskulusid.

5. aste: Kõrgemad kulud. Suurem maht kallite legeerivate elementide (Al ja V) ja keerukate töötlemise (kuum moodustamine, spetsialiseeritud mehaaniline) kulud suurendavad kulusid. Tavaliselt on see 20–40% kallim kui 9. klass.

info-445-445 info-442-446

info-442-446 info-444-443

6. rakendused

Nende ainulaadsed omadused muudavad need sobivaks erinevatele tööstusharudele:

9. klass (Ti-3Al-2,5V)

Ideaalne nõutavate rakenduste jaoksformuleeritavus, korrosioonikindlus ja mõõdukas tugevus:

Lennundus: kütuseliinid, hüdraulilised torud ja kanalid (kus painutamine/keevitamine on kriitiline).

Merevesi: merevee käitlemise komponendid (nt ventiilid, soojusvaheti torud) kõrgema patustakistuse tõttu.

Meditsiiniline: kirurgilised instrumendid ja ortopeedilised implantaadid (hõlpsamini kujundatavad kohandatud suurused, biosobivad).

Tööstuslik: söövitavate vedelike keemilised töötlemisseadmed (nt mahutid, torud).

5. aste (Ti-6AL-4V)

Domineeriv nõutavates rakendusteskõrge tugevus, väsimuskindlus ja kerge:

Lennundus: lennukikere komponendid (tiivad, maandumisvarustus), turbiini terad ja mootoriosad (kus on ülitähtis tugevuse ja kaalu suhe).

Meditsiiniline: ortopeedilised implantaadid (puusa/põlve asendamine) ja hammaste tugipunktid (suur koormuse kandmine ja biosobivus).

Autotöö: suure jõudlusega võidusõiduosad (nt ühendusvardad) kaalu vähendamiseks, säilitades samal ajal tugevuse.

Kaitse: raudrüüde ja raketi komponendid (vastab mõjule ja korduvale stressile).