Materiál Gr5 (ti -6 al -4 V)
Z Wikipedie, encyklopedie zdarma
Ti -6 al -4 V (UNS označení R56400), někdy nazývané TC4, TI64, [1] nebo ASTM stupeň 5, je alfa-beta titaniová slitina s vysokou specifickou pevností a vynikající odolnost proti korozi. Je to jedna z nejčastěji používaných titanových slitin a je aplikována v široké škále aplikací, kde je nutná nízká hustota a vynikající odolnost proti korozi, jako je např. Letecký průmysl a biomechanické aplikace (implantáty a protézy).
Studie titanových slitin používaných v brnění začaly v padesátých letech ve Watertown Arsenalu, který se později stal součástí výzkumné laboratoře armády. [2] [3]
Jedná se o komerčně nejúspěšnější slitinu titanu a stále se používá dodnes, když formoval mnoho průmyslových a komerčních aplikací. [5]
Zvýšené používání titanových slitin jako biomateriálů se vyskytuje v důsledku jejich nižšího modulu, vynikající biokompatibility a zvýšené odolnosti proti korozi ve srovnání s konvenčnějšími nerezovými oceli a slitinami na bázi kobaltu. [6] Tyto atraktivní vlastnosti byly hnací silou pro předčasné zavedení (CPTI) a + (ti -6 al -4 v) slitiny a také pro novější vývoj nových kompozic a ortopedických metastaků b Titanium slitiny. Ten má zvýšenou biokompatibilitu, sníženou elastický modul a lepší odolnost proti únavě a upevňovací únavy. [7] Špatná síla smykové pevnosti a odolnost slitin titanu však však omezila jejich biomedicínské použití. Ačkoli odolnost proti opotřebení slitin B-Ti prokázala určité zlepšení ve srovnání s#B slitinami, konečná užitečnost ortopedických titanových slitin, protože komponenty opotřebení budou vyžadovat úplnější porozumění zúčastněným mechanismům opotřebení.
Chemie
[Edit]
(v Wt. %) [8]
|
V |
Al |
Fe |
O |
C |
N |
H |
Y |
Ti |
Zbytek každý |
Zbytek celkem |
|
|
Min |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Max |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Váhy |
.1 |
.3 |
Fyzické a mechanické vlastnosti
[Edit]
Jedna možná mikrostruktura ti -6 al -4 V slitiny s ekviaxed alfa zrna a diskontinuální beta fází
Ti -6 al -4 V titaniová slitina obvykle existuje v alfa, s krystalovou strukturou HCP, (SG: P63/MMC) a beta, s krystalickou strukturou BCC, (SG: IM -3 m) fáze. Zatímco mechanické vlastnosti jsou funkcí stavu tepelného zpracování slitiny a mohou se lišit v závislosti na vlastnostech, typické vlastnosti pro dobře zpracované Ti -6 al -4 V jsou uvedeny níže. [9] [10] [10] [9] [10] [9] [10] [9] [10] [10] [10] [9] [10] [9] [10 ] [11] Hliník stabilizuje alfa fázi, zatímco vanadium stabilizuje beta fázi. [12] [13]
|
Hustota |
Youngův modul |
Smykový modul |
Hromadný modul |
Poissonův poměr |
Napětí na tahové výnosy |
Tahové konečné stres |
Tvrdost |
Jednotné prodloužení |
|
|
Min |
4,429 g/cm3 (0. 160 lb/cu in) |
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 (typický) |
5% |
|
Max |
4,512 g/cm3 (0. 163 lb/cu in) |
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 má velmi nízkou tepelnou vodivost při pokojové teplotě 6,7 až 7,5 w/m · k, [14] [15], což přispívá k jeho relativně špatné machinabilitě. [15]
Slitina je náchylná k únavě za studena. [16] [17]
Tepelné ošetření Ti -6 al -4 V
[Edit]
Ti -6 al -4 V je tepelně zpracováno tak, aby měnila množství a mikrostruktura a fází ve slitině. Mikrostruktura se bude výrazně lišit v závislosti na přesném tepelném zpracování a způsobu zpracování. Tři běžné procesy tepelného zpracování jsou žíhání mlýna, duplexní žíhání a ošetření a stárnutí řešení. [18]
Aplikace
[Edit]
Letecké struktury. Boeing 787 je 15% titanium hmotnosti, [19] a Airbus A350 je 14%. [20]
Biomedicínské implantáty a protézy [21]
Vysoce výkonná závodní auta
Špičkové kola
Aditivní výroba [22]
Pouzdro Apple iPhone 15 Pro (max), iPhone 16 Pro a Pro Max případy a případy Apple Watch Series 10 Titanium a Ultra 2
Marine aplikace: ti -6 al -4 V Stupeň 5 se rozsáhle používá v mořských aplikacích kvůli jeho výjimečnému odolnosti proti korozi v prostředí mořské vody. [23] Ti -6 al -4 V se aplikuje v komponentách vystavených mořským atmosférám a podvodních podmínkách, jako je stavba lodí, ropné a plynové platformy na moři a podmořské vybavení. [24] [25] [25] Jeho odolnost vůči korozi pomáhá snižovat náklady na údržbu a prodloužit životnost mořského vybavení. [26]
Specifikace
[Edit]
UNS: R56400
AMS Standard: 4928 [27]
ASTM Standard: F1472
ASTM Standard: B265 Stupeň 5 [28]
