Erinevus 3. astme, 5. astme titaani

1. südamiku eristamine: keemiline koostis

Suurim erinevus seisneb nende keemilises meigis: 3. aste on peaaegu puhas titaan, samas kui 5. aste sisaldab tugevuse suurendamiseks tahtlikke legeerivaid elemente.

Komponent	3. astme titaan (ASTM B265)	5. astme titaan (Ti-6Al-4V, ASTM B265)	Põhimõju
Titaan (Ti)	Suurem kui 99% (saldo)	~ 88–90% (saldo)	3. aste tugineb puhta Ti loomulikele omadustele; 5. klass kasutab jõudluse muutmiseks legeerimist.
Alumiinium (Al)	Jälg (vähem või võrdne 0,10 massiprotsenti)	5,5–6,75 massiprotsenti	Primaarne alfa - faasistabilisaator: suurendab tugevust, parandab kõrget - temperatuuri stabiilsust.
Vanaadium (V)	Jälg (vähem või võrdne 0,10 massiprotsenti)	3,5–4,5 massiprotsenti	Esmane beeta - faasistabilisaator: suurendab sitkust, võimaldab soojatöötlust edasiseks tugevdamiseks.
Hapnik (O)	Max 0,35 massiprotsenti	Max 0,20 massiprotsenti	3. aste kasutab väiksema tugevdamiseks hapnikku; 5. aste piirab hapnikku, et vältida rabedust (legeerivad elemendid juba annavad jõudu).
Muud lisandid	Madal (N vähem või võrdub 0,05%, c väiksem või võrdne 0,08%-ga, h väiksem või võrdne 0,015%)	Madal (N vähem või võrdub 0,05%, c väiksem või võrdne 0,08%-ga, h väiksem või võrdne 0,015%)	Sarnased ranged piirid mõlema jaoks omaksvõtu vältimiseks.

Lühidalt öeldes on 3. aste "Puhas titaan, millel on jälje lisandid", samas kui 5. klass on "eesmärk - ehitatud sulam", mille alumiinium ja vanaadium on peamiste jõudluse modifikaatoritena.

2. Mehaanilised omadused: tugevus ja sitkus

5. klassis legeerivad elemendid annavad kättePalju suurem tugevus ja parem tugevus - kuni - kaalu suheVõrreldes 3. astmega, on 3. astmel parem elastsus.

Mehaaniline omadus (lõõmutatud seisund, välja arvatud juhul, kui pole märgitud)	3. astme titaan	5. astme titaan (lõõmutatud)	5. astme titaan (lahendus - töödeldud ja vanandatud, STA)	Võtmevõrdlus
Tõmbetugevus (minimaalne)	450 MPa (65 KSI)	860 mpa (125 ksi)	1100 MPa (160 KSI)	5. aste (STA) on2,4x tugevamkui 3. klass.
Saagikuse tugevus (minimaalne)	380 MPa (55 KSI)	760 MPa (110 KSI)	1030 MPA (150 KSI)	5. aste (STA) on2,7x kõrgem saagitugevus(Vastupidavus püsivale deformatsioonile).
Pikenemine (minimaalne, 50 mm)	15%	10%	8%	3. aste on1,5–1,9x rohkem kõrgtugevat(ulatub enne purunemist veelgi).
Kõvadus (Brinell, HB)	~135	~300	~350	5. klass on2,2–2,6x raskemkui 3. klass.
Tihedus	4,51 g/cm³	4,43 g/cm³	4,43 g/cm³	5. aste on pisut vähem tihe, suurendades selle tugevust - - kaalusuhteks.

Kriitiline märkus: 5. astme tugevus on täielikult lukustatudLahendusravi ja vananemine (STA)- kuumtöötlus 3. astme jaoks võimatu (puhast titaani ei saa kuumtöötluse abil märkimisväärselt tugevdada, ainult külma tööga). See muudab 5. klassi Go - kõrgeks - laadimisrakenduste jaoks.

3. korrosioonikindlus

Mõlemad hinded pakuvad suurepärast korrosioonikindlust, kuid nende jõudlus varieerub agressiivses keskkonnas:

3. aste (CP titaan): Tugineb tihedale, iseendale - tervendav titaandioksiid (tio₂) passiivne kile. See paistab silma sisseKerge kuni mõõdukas söövitav keskkond(magevesi, merevesi, neutraalsed/nõrgad happed/leelised) ja on tüüpilistes tingimustes väga vastupidav lõhede/korrosiooni suhtes. See on siiski haavatavTugevad redutseerivad happed(nt kontsentreeritud väävelhape, vesinikkloriidhape) jakõrge - temperatuuri oksüdeeruvad keskkonnad(üle ~ 300 kraadi), kus passiivne kile võib laguneda.

5. aste (Ti-6AL-4V): Oma kompositsiooni alumiinium tugevdab tio₂ -kilet, parandades vastupanuoksüdeeriv keskkond(nt lämmastikhape, kõrge - temperatuuriõhk). See toimib hästi ka merevees ja enamikus tööstuskemikaalides. 5. klass on siiskiKuuma, kontsentreeritud kloriidilahuste korral lõhede korrosioonile pisut vähem vastupidav(nt 80 kraadi + merevesi) kui 3. astme, kuna Vanadiumi väike mõju kile stabiilsusele.

Enamiku standardrakenduste (nt mere-, meditsiini-, üldine tööstus) puhul on mõlemad hinded korrosioonid - piisavalt vastupidavad. 3. aste on eelistatud ekstreemseks kergeks keskkonnas, kus puhtus on oluline; 5. klass valitakse siis, kui tugevus on kriitilinejaKorrosioonikindlus on endiselt vajalik.

4. Formaitavus ja masinad

Vormistavus (kujundamine keerukateks osadeks) ja mehhanism (lõikamine/puurimine) on 5. klassi kõrgema tugevuse tõttu tohutult erinevad:

3. aste: Selle madalam tugevus ja suurem elastsus muudavad selleväga moodustav. See võib olla külm - töötatud (painutatud, rullitud, õhukesteks lehtedeks/juhtmeteks) minimaalse jõu ja madala pragunemisohuga. Masinatatavus onmõõdukas- Titaniumi madal soojusjuhtivus (ühine kõigi klasside jaoks) põhjustab soojuse kogunemist, kuid 3. astme pehmus vähendab tööriistade kulumist võrreldes sulamitega.

5. aste: Selle kõrge tugevus (eriti STA seisukorras) teeb sellesthalvasti moodustav. Külm moodustumine nõuab pragunemise vältimiseks äärmist jõudu ja sageli eel - kuumutamist (kuni ~ 300–500 kraadi); Kompleksse kujuga toodetakse tavaliselt valamise või sepistamise kaudu (mitte painutamine/veeremine). Masinatatavus onkeeruline: Selle kõrge kõvadus ja madal soojusjuhtivus põhjustavad kiiret tööriistade kulumist, vajades spetsiaalseid tööriistu (nt karbiidi sisendeid), jahutusvedelikke ja aeglast lõikamiskiirust. 5. klassi töötlemine on sageli 2–3x rohkem aega - tarbib ja kulukaid kui 3. klass.

info-441-434 info-442-442

info-442-442 info-443-439

5. Kuumravi vastus

See on määratlev erinevus puhta ja legeeritud titaani vahel:

3. aste: CP titaanklassinaei saa kuumtöötlusega tugevdada. Lõõmutamine (kuumutamine ~ 650–700 kraadi, aeglane jahutus) on ainus tavaline kuumtöötlus -, see leevendab sisemise stressi külma tööst ja taastab elastsuse, kuid ei muuda tugevust. Külm töö (nt veeremine, joonistamine) on ainus viis 3. klassi tugevuse suurendamiseks (elastsuse hinnaga).

5. aste: Alfa - beetasulamina, seereageerib kuumtöötlusele tugevalt. Kõige tavalisem protsess -Lahendusravi ja vananemine (STA)- hõlmab:

Kuumutamine kuni 920–960 kraadi (alfa - beetafaasi piirkond), et lahustada vanaadium alfa -maatriksisse.

Kiire kustutamine (veejahutus) vanaadiumi lõksuni metastabiilses olekus (martensitic '- faas).

Vananemine 480–650 kraadi juures, et sadestada peeneid, ühtlast beeta - faasiosakesi, mis blokeerivad dislokatsiooni liikumist ja suurendavad tugevust drastiliselt.

See kuumtöötluse võimalus on põhjus, miks 5. aste domineerib kõrgetel - tugevusrakendustes.

6. tüüpilised rakendused

Nende erinevad omadused põhjustavad täiesti erinevaid kasutusjuhtumeid:

3. astme rakendused (tähtsuse järjekorda seadmine + kerge tugevus + korrosioonikindlus)

Merendus: Väike merevesi - paljastatud osad (nt klapivarred, pumba tiivikud), kus piisab mõõdukast tugevusest ja korrosioonikindlust.

Keemiline töötlemine: Madal - rõhumahutid, torud ja liitmikud non - agressiivsed vedelikud (nt toit - klassihapped).

Meditsiiniseadmed: Non - koormus - laagikomponendid (nt kirurgilise instrumendi võllid, hambaravialused), kus võtmeks on moodustatavus ja biosobivus.

Tarbekaubad: Kerge riistvara (nt kinnitusvahendid välisseadmete jaoks), kus kulud ja valmistamise lihtsus on rohkem kui kõrge tugevus.

5. astme rakendused (tähtsustage kõrge tugevuse + tugevus - kuni - kaalu suhe)

Kosmose: Primaarsed konstruktsioonikomponendid (nt lennukraamid, mootoriterad, maandumisvarustus), kus kaal kokkuhoid ja tugevus on kriitilised.

Biomeditsiiniline: Koormus - laagrimplantaadid (nt puusa/põlve asendamine, seljaaju sulandumisvardad), kus on hädavajalikud kõrge tugevus, biosobivust ja väsimuskindlus.

Autotööstus: Kõrge - jõudlusosad (nt võidusõidumootori ventiilid, heitgaasid komponendid) kaalu vähendamiseks ja vastupidavuse parandamiseks.

Tööstusmasinad: Kõrge - laadimisosad (nt, survenumbid sisemiselt, rasked - töökomplektid), mis vajavad CP Titaniumi võimalusi väljaspool tugevust.

7. Maksumus

5. klass onoluliselt kallimkui 3. klass 2–3x kuludest. Hinnalõhe tuleneb:

Elementide legeerimine: Alumiinium ja vanaadium lisavad toorainekulusid.

Tootmise keerukus: 5. aste nõuab täpsemat sulatamist (sulamisuhete kontrollimiseks) ja sageli kuumtöötlust/sepistamist (vs lihtne veeremine 3. astme jaoks).

Töötlemiskulud: 5. astme halb masinad suurendab valmistamise aega ja tööriista kulusid.

Erinevus 3. astme, 5. astme titaani vahel