1. Mis on Ti-6Al-4V kuumtöötlus?
Lõõmutamine: See on Ti-6Al-4V kõige laialdasemalt kasutatav kuumtöötlus. See hõlmab sulami kuumutamist temperatuurini vahemikus 700 kuni 800 kraadi (allpool beeta-transuusitemperatuuri, mis on umbes 995 kraadi Ti-6Al-4V jaoks) ja selle hoidmist konkreetse perioodi jooksul (tavaliselt 1–4 tundi), et leevendada sisemisi pingeid ja saada ühtlast mikrostruktuuri. Järgneb aeglane jahutus (nt ahju jahutus), mille tulemuseks on hea elastsus ja sitkus, muutes sulami hõlpsamaks masina- või vormis.
Beeta -lõõmutamine: Sulamit kuumutatakse beeta -transustemperatuuri kohal (umbes 1000–1050 kraadi) ja hoitakse mikrostruktuuri täielikult beetafaasi teisendamiseks. Järgnev jahutamine (sageli õhu jahutamine või vee kustutamine) moodustab jämeda alfa-beeta struktuuri, mis suurendab roomata vastupidavust ja kõrge temperatuuri tugevust, kuid võib vähendada elastsust.
Lahendusravi ja vananemine (STA). Seejärel vanandatakse sulamit madalama temperatuuriga (450–550 kraadi), et sadestada beetamaatriksi peeneid alfaosakesi, suurendades märkimisväärselt tugevust (kuni ~ 1100 MPa tõmbetugevust) mõne elastsuse hinnaga.
2. Milline titaani hinne on Ti-6Al-4V?
1. - 4. Klass on kaubanduslikult puhas (CP) titaan, millel on erinev hapnikusisaldus, mis mõjutab tugevust ja elastsust.
5. ja kõrgema klassid on legeeritud titaan, kus 5. aste viitab konkreetselt Ti-6Al-4V kompositsioonile.
3. Millised on Ti-6Al-4V mehaanilised omadused?
Tõmbetugevus: 895–930 MPA (MegaPascals). Seda saab suurendada 1100–1200 MPa -ni lahuseravi ja vananemisega (STA).
Saagikus tugevus: 825 - 860 mpa (lõõmutatud); 1000–1100 MPa (STA).
Pikenemine (elastsus): 10–15% (lõõmutatud); 5–8% (STA). See mõõdab materjali võimet venitada enne purunemist.
Elastsuse moodul: ~ 110 GPA (gigapacals), mis on madalam kui terasest (~ 200 GPa), kuid lähemal inimese luule (~ 10–30 GPA), muutes selle ideaalseks meditsiiniliste implantaatide jaoks stressi varjestuse minimeerimiseks.
Karedus: ~ 30 tundi (Rockwell C) lõõmutatud olekus; suureneb ~ 38–40 tundi pärast STA -d.
Tihedus: 4,43 g/cm³, oluliselt madalam kui teras (7,87 g/cm3) ja pisut kõrgem kui alumiiniumist (2,7 g/cm3), aidates kaasa selle kõrge tugevuse ja kaalu suhtele.
Väsimustugevus: ~ 400–500 MPa (10⁷ tsükli jaoks), kriitiline komponentide jaoks, mis on korduvalt koormatud (nt õhusõiduki tiibu, turbiini labad).
Sulamispunkt: Umbes 1660 kraadi, võimaldades jõudlust kõrgtemperatuuril kuni ~ 400 kraadi.
4. Milline on Ti-6Al-4V keemiline koostis?
Titaan (Ti): Tasakaal (~ 90%), alusmetall, mis pakub sulami põhilisi omadusi.
Alumiinium (Al): 5,5–6,75%, tugev alfa stabilisaator, mis suurendab tugevust, parandab oksüdatsiooniresistentsust ja suurendab alfa-beeta transformatsiooni temperatuuri.
Vanaadium (V): 3,5–4,5%, beeta-stabilisaator, mis soodustab beetafaasi moodustumist, parandades sitkust, karastatavust ja kõrge temperatuuri jõudlust.
Raud (Fe): vähem või võrdne 0,30%
Hapnik (O): väiksem või võrdne 0,20%
Süsinik (C): vähem või võrdne 0,08%
Lämmastik (n): väiksem või võrdne 0,05%
Vesinik (H): vähem või võrdne 0,015%
