Bahan gr5 (ti -6 al -4 v)
Dari Wikipedia, Ensiklopedia Percuma
Ti -6 al -4 v (UNS Jawatan R56400), kadang-kadang dipanggil TC4, Ti64, [1] atau ASTM Gred 5, adalah aloi titanium alpha-beta dengan kekuatan khusus yang tinggi dan rintangan kakisan yang sangat baik. Ia adalah salah satu aloi titanium yang paling biasa digunakan dan digunakan dalam pelbagai aplikasi di mana ketumpatan rendah dan rintangan kakisan yang sangat baik diperlukan seperti contoh industri aeroangkasa dan aplikasi biomekanik (implan dan prostesis).
Kajian aloi titanium yang digunakan dalam perisai bermula pada tahun 1950 -an di Watertown Arsenal, yang kemudiannya menjadi sebahagian daripada Makmal Penyelidikan Tentera. [2] [3]
Ia adalah aloi titanium yang paling berjaya dan masih digunakan hari ini, setelah berbentuk banyak aplikasi perindustrian dan komersial. [5]
Peningkatan penggunaan aloi titanium sebagai biomaterial berlaku kerana modulus yang lebih rendah, biokompatibiliti unggul, dan rintangan kakisan yang dipertingkatkan jika dibandingkan dengan keluli tahan karat yang lebih konvensional dan aloi berasaskan kobalt. [6] Ciri-ciri yang menarik ini adalah daya penggerak untuk pengenalan awal (cpti) dan + (ti -6 al -4 v) aloi serta untuk perkembangan komposisi ti-aloi baru dan metastable ortopedik B Titanium aloi. Yang kedua mempunyai biokompatibiliti yang dipertingkatkan, modulus elastik yang dikurangkan, dan ketegangan keletihan yang dikawal ketegangan dan ketegangan. [7] Walau bagaimanapun, kekuatan ricih yang lemah dan rintangan memakai aloi titanium telah membatasi penggunaan bioperubatan mereka. Walaupun rintangan haus aloi B-TI telah menunjukkan beberapa peningkatan jika dibandingkan dengan aloi#B, utiliti muktamad aloi titanium ortopedik sebagai komponen haus memerlukan pemahaman asas yang lebih lengkap tentang mekanisme haus yang terlibat.
Kimia
[sunting]
(dalam wt. %) [8]
|
V |
Al |
Fe |
O |
C |
N |
H |
Y |
Ti |
Baki masing -masing |
Jumlah yang tinggal |
|
|
Min |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Maks |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Keseimbangan |
.1 |
.3 |
Sifat fizikal dan mekanikal
[sunting]
Satu mikrostruktur mungkin Ti -6 al -4 v aloi dengan bijirin alpha equiaxed dan fasa beta yang tidak berterusan
Ti -6 al -4 v Titanium aloi biasanya wujud dalam alpha, dengan struktur kristal HCP, (SG: p63/mmc), dan beta, dengan struktur kristal BCC, (SG: im -3 m) Fasa. Walaupun sifat mekanikal adalah fungsi keadaan rawatan haba aloi dan boleh berbeza-beza berdasarkan sifat, julat harta tipikal untuk diproses dengan baik Ti -6 al -4 V ditunjukkan di bawah. [9] [10] ] [11] Aluminium menstabilkan fasa alfa, manakala vanadium menstabilkan fasa beta. [12] [13]
|
Ketumpatan |
Modulus Young |
Modulus ricih |
Modulus pukal |
Nisbah Poisson |
Tekanan hasil tegangan |
Tekanan muktamad tegangan |
Kekerasan |
Pemanjangan seragam |
|
|
Min |
4.429 g/cm3 (0. 160 lb/cu dalam) |
104 GPa (15.1 × 106 psi) |
40 GPa (5.8 × 106 psi) |
96.8 GPa (14. 0 × 106 psi) |
0.31 |
880 MPa (128, 000 psi) |
900 MPa (130, 000 psi) |
36 Rockwell C (tipikal) |
5% |
|
Maks |
4.512 g/cm3 (0. 163 lb/cu dalam) |
113 GPa (16.4 × 106 psi) |
45 GPa (6.5 × 106 psi) |
153 GPa (22.2 × 106 psi) |
0.37 |
920 MPa (133, 000 psi) |
950 MPa (138, 000 psi) |
-- |
18% |
Ti -6 al -4 V mempunyai kekonduksian terma yang sangat rendah pada suhu bilik 6.7 hingga 7.5 w/m · k, [14] [15] yang menyumbang kepada machinability yang agak miskin. [15]
Aloi terdedah kepada keletihan yang sejuk. [16] [17]
Rawatan haba Ti -6 al -4 v
[sunting]
Ti -6 al -4 v adalah haba yang dirawat untuk mengubah jumlah dan mikrostruktur dan fasa dalam aloi. Struktur mikro akan berbeza -beza bergantung kepada rawatan haba yang tepat dan kaedah pemprosesan. Tiga proses rawatan haba yang biasa ialah penghapusan kilang, penyepuh dupleks, dan penyelesaian dan penuaan penyelesaian. [18]
Aplikasi
[sunting]
Struktur aeroangkasa. Boeing 787 adalah 15% titanium mengikut berat, [19] dan Airbus A350 adalah 14%. [20]
Implan dan prostesis bioperubatan [21]
Kereta perlumbaan berprestasi tinggi
Basikal mewah
Pembuatan Aditif [22]
Apple iPhone 15 Pro (Max) Case, Iphone 16 Pro dan Pro Max Cases, dan Apple Watch Series 10 Titanium dan Ultra 2 Cases
Aplikasi Marin: Ti -6 al -4 V Gred 5 digunakan secara meluas dalam aplikasi marin kerana rintangan kakisan yang luar biasa dalam persekitaran air laut. [23] Ti -6 al -4 V digunakan dalam komponen yang terdedah kepada atmosfera laut dan keadaan bawah air, seperti pembinaan kapal, platform minyak dan gas luar pesisir, dan peralatan bawah laut. [24] [25] Rintangannya terhadap kakisan membantu mengurangkan kos penyelenggaraan dan memperluaskan jangka hayat peralatan laut. [26]
Spesifikasi
[sunting]
UNS: R56400
AMS Standard: 4928 [27]
Piawaian ASTM: F1472
Standard ASTM: B265 Gred 5 [28]