Mis on titanium ti - 6al -4V

1. Milleks kasutatakse titaani Ti-6Al-4V?

Ti - 6al - 4v on üks enim kasutatavaid titaanisulameid, mida hinnatakse erakordse tugevuse - ja kaalu suhte, korrosiooniresistentsuse ja töötlemise tõttu. Selle rakendused hõlmavad mitut kõrgjõudlusega tööstust, võtmekasutused kategoriseeritud järgmiselt:

(1) Lennundus- ja lennundus (suurim rakendussektor)

See on Ti-6Al-4V peamine väli, kuna selle madala tiheduse (~ 4,43 g/cm3) ja suure tugevuse tõttu muudavad selle ideaalseks õhusõiduki kaalu vähendamiseks, tagades samal ajal konstruktsiooni terviklikkuse.

Lennukikere komponendid: Kereraamid, tiibvardad ja vaheseinad - kriitiline koormus - kandeosad, mis nõuavad väsimuse ja atmosfääri korrosiooni vastupanu.

Mootori komponendid: Kompressoriterad, kettad ja korpused. Sulami libisemiskindlus (võime deformatsioonile vastu seista pikka - termini kuumus ja stress) talub kõrge temperatuuri (kuni ~ 400 kraadi) ja reaktiivmootorite mehaanilisi koormusi.

Maandumisvarustus: Tugipostid ja sulgud, mis nõuavad ultra - kõrge tugevuse ja löögikindluse toetamiseks õhusõiduki kaalu toetamiseks stardi-, maandumis- ja maapealsete operatsioonide ajal.

(2) Tööstuslik ja keemiline töötlemine

Ti-6Al-4V suurepärane korrosioonikindlus (stabiilse titaanoksiidkile tõttu) muudab selle sobivaks karmideks keemilisteks keskkondadeks:

Keemiavarustus: Reaktorid, soojusvahetid ja torujuhtmed, mis käsitlevad söövitavaid vedelikke (nt happed, leelise ja kloriidilahused) naftakeemilises, farmatseutilises ja paberimassis - ja - paberitaimedes.

Avamere/mererakendused: Maa all olevad kaevupead, püstikud ja mereriistvara. See peab vastu merevee korrosioonist palju paremini kui roostevabast terasest, vältides soolase vee keskkonnas paikamist või lõhede korrosiooni.

Elektritootmine: Turbiini labad ja soojusvaheti torud gaasi-, auru- ja tuumaelektrijaamades, kus see kestab kõrgeid temperatuure ja agressiivseid jahutusvedelikke.

(3) Automotive (kõrge - jõudlus ja võidusõit)

Ehkki massis - toodetud autode puhul vähem levinud autosid (kõrgemate kulude tõttu), kasutatakse Ti - 6AL-4V suure jõudlusega sõidukites kiiruse, kütusesäästlikkuse ja vastupidavuse suurendamiseks:

Võidusõiduautode osad: Suspensioonikomponendid (vedrud, juhtseadmed), heitgaasisüsteemid ja ajamivõllid. Selle kerge kaal vähendab harvatud massi, parandades käitlemist, samas kui kuumakindlus talub kõrgeid heitgaasi temperatuure.

Elektrisõiduk (EV) komponendid: Aku jahutussüsteemid ja mootoriosad. Korrosioonikindlus hoiab ära jahutusvedelike vedelike lagunemise ja madal tihedus aitab korvata EV akude kaalu.

(4) Medical (Limited, lühike - termin või mitte - implantaadi kasutamine)

Erinevalt ti - 6al - 7nb (vanaadiumivaba), tõstatab Ti-6Al-4V Vanaadiumi sisaldus pikaajalisi biosobivusega seotud probleeme (ioonide leostumise riski). Seega on selle meditsiiniline kasutamine piiratud:

Kirurgilised instrumendid: Skalpellid, tangid ja ortopeedilised harjutused. See on kirurgi mugavuse jaoks kerge, korrosioon - vastupidav autoklaavi steriliseerimisele ja korduvaks kasutamiseks vastupidav.

Lühike - termini seadmed: Ajutised luu fikseerimisnõelad või plaadid (kasutatud nädalaid kuni kuud, enne eemaldamist), kus pikk - termin Vanadiumi leostumine pole risk.

Hambatööriistad: Hambaharjutused ja skaleerijad, kuna see peab vastu sülje ja puhastuskemikaalide korrosiooni.

(5) Sport ja puhkus

Ti - 6AL-4V kasutatakse tipptasemel spordiseadmetes oma tugevuse ja kerge raskuse tagamiseks:

Aerospace - klassi jalgrattad: Raamid ja komponendid (vändad, juhtraad), mis tasakaalustavad jäikust, vastupidavust ja kergust konkureeriva jalgrattasõidu jaoks.

Golfiklubid: Klubipead (autojuhid, triikrauad) ja šahtid. Selle kõrge tugevus võimaldab õhemaid seinakujundusi, optimeerides pikemate kaadrite kaalu jaotust.

Mägironimisvarustus: Jääteljed, krampoonid ja ronimispoldid. See seisab vastu niiskuse ja jää korrosiooni ning selle tugevus tagab ohutuse äärmuslikes tingimustes.

2. Milline on Ti-6Al-4V tõmbetugevus?

Ti-6Al-4V tõmbetugevus onmitte konstantne- see sõltub suuresti sulamistkuumtöötluse seisundjatöötlemismeetod(nt sepistamine, lisaainete tootmine). Allpool on toodud tüüpilised tõmbetugevuse vahemikud, mis on joondatud tööstusstandarditega (nt ASTM B265 tööstuslikuks kasutamiseks, ASTM F136 meditsiiniliseks - klass):

Kuumravi/töötlemise seisund	Tüüpiline tõmbetugevuse vahemik	Põhikontekst
Lõõmuta	860 MPA - 1100 MPA	Kõige tavalisem olek, tugevuse ja elastsuse tasakaalustamine (pikenemine: 10–15%). Kasutatakse üldises kosmose-, tööstus- ja meditsiinilistes tööriistades.
Lahendus - töödeldud ja vananenud (STA)	1170 MPA - 1400 MPA	Kõrgeim - tugevusseisund, saavutatud vanuse kõvenemise kaudu (sadestav peen - faasiosakesed, et blokeerida dislokatsioone). Kasutatakse kõrge - koormuskomponentide, näiteks lennukite maandumisvahendite või võidusõiduautode vedrustuse osade jaoks.
Kuum - töötas (kui - võltsitud/välja pressitud)	830 MPA - 1030 MPA	Keskmine tugevus, säilitatakse pärast kuuma vormimist (nt sepistamist) ilma täieliku lõõmuta. Sageli eelkäija konkreetsete tugevusvajaduste soojuse töötlemiseks.
Lisatud lisatud (AM, nagu - ehitatud)	900 MPa - 1150 MPA	Kuna - ehitatud osad (nt pulbervoodi sulandumine) on tavaliselt tõmbetugevus võrreldavad või pisut kõrgem kui lõõmutatud ti - 6Al-4V. Postitöötlus (nt STA) võib suurendada jõudu 1300–1400 MPa-ni.

Märk: Tõmbetugevus võib hinne pisut erineda (nt kommerts- ja meditsiiniline). Medical - klassi Ti-6Al-4V (ASTM F136) on rangemate lisandite kontrollide kontrollid, kuid selle tõmbetugevuse ulatus on sarnane tööstuslike klassidega. Kriitiliste rakenduste jaoks viidake alati konkreetsele materiaalse standardile.

3. Milline on Ti-6Al-4V kõvadus?

Ti-6Al-4V kõvadus on selle vastupidavuse taandumisele või kriimustusele ning nagu tugevus, varieerubkuumtöötlusjamikrostruktuur. Karedust mõõdetakse tavaliselt kolme tavalise skaala abil: Brinell (HBW), Rockwell (HRC, HRB) ja Vickers (HV). Allpool on toodud tüüpilised kareduse väärtused võtmeseisundite jaoks:

Kuumtöötluse seisund	Brinelli kõvadus (HBW, 3000 kg koormus)	Rockwelli kõvadus	Vickersi kõvadus (HV, 300 g koormus)	Võtmemärkused
Lõõmuta	280 - 340 HBW	29 - 35 HRC; 95 - 100 HRB	300 - 360 HV	Tasakaalustatud kõvadus ja elastsus; Lihtne masinaga (võrreldes raskemate olekutega).
Lahendus - töödeldud ja vananenud (STA)	350 - 400 HBW	37 - 42 HRC	370 - 430 HV	Vanuse kõvenemise tõttu oluliselt raskem; suurem kulumiskindlus, kuid madalam elastsus.
Kuum - töötas (kui - sepistatud)	270 - 330 HBW	28 - 34 HRC; 94 - 99 HRB	290 - 350 HV	Pisut madalam kõvadus kui lõõmutatud olek; rohkem kõrgtugevat, kuid vähem kulumist - vastupidav.
Lisatud lisatud (AM, nagu - ehitatud)	300 - 360 HBW	30 - 36 HRC	320 - 380 HV	Kõvadus on sageli 5–10% kõrgem kui lõõmutatud ti - 6Al-4V, kuna AM-protsessides on peen, kiiresti tahkestatud mikrostruktuur. Näpunäitejärgne vähenemines kõvadus, mis sobib lõõmutatud levilaga.

Mis on titaan Ti-6Al-4V kasutatud