Aloi Titaniwm GR5 (Ti-6Al-4V): Cwmpas y Cais a Phriodweddau Allweddol

Aloi titaniwm GR5, dynodedig TC4 yn Tsieina a Ti- 6Al-4V yn rhyngwladol, yw deunydd cyfeirio y diwydiant titaniwm. Pan fydd peirianwyr yn nodi titaniwm heb radd benodol mewn golwg, maent fel arfer yn golygu'r aloi alffa-beta hwn, sy'n cyfuno cryfder tynnol uwch na 895 MPa gyda dwysedd o 4.43 g / cm³. Mae ei gwmpas yn rhychwantu strwythurau awyrofod, mewnblaniadau meddygol, offer cemegol, systemau morol, ac yn gynyddol, electroneg defnyddwyr a gweithgynhyrchu ychwanegion.

Cyfansoddiad a Dosbarthiad

Mae GR5 yn cynnwys 5.5-6.75% alwminiwm a 3.5- fanadiwm 4.5% fesul ASTM B265, gyda haearn wedi'i gyfyngu i 0.40%, ocsigen i 0.20%, a hydrogen i 0.015%. Mae alwminiwm yn sefydlogi'r cyfnod alffa hecsagonol, gan godi cryfder a gwrthiant creep; mae fanadium yn sefydlogi'r cyfnod beta ciwbig sy'n canolbwyntio ar y corff, gan wella hydwythedd a chadernid. Mae'r strwythur cyfnod deuol, a ddatblygwyd trwy weithio o dan y transus beta o tua 995 gradd, yn rhoi ei broffil eiddo cytbwys i'r aloi.

Priodweddau Allweddol GR5 Titanium Alloy

1. Dwysedd Isel a Cryfder Penodol Uchel

Dwysedd Gradd 5 yw 4.43 g/cm³, tua 44% yn ysgafnach na dur. Mae ei gryfder{4}}i-cymhareb dwysedd yn fwy na'r rhan fwyaf o ddur adeileddol ac aloion alwminiwm, a dyna pam ei fod yn dominyddu cymwysiadau ffrâm aer ac injan.

2. Gwrthsefyll Cyrydiad

Fel pob aloi titaniwm, mae GR5 yn dibynnu ar ffilm ocsid dwys, hunan-iacháu i'w hamddiffyn. Mae'n gwrthsefyll dŵr môr, cloridau, asidau ocsideiddiol, a'r mwyafrif o gyfryngau organig. Mae'r ffilm yn adfywio o fewn milieiliadau os caiff ei ddifrodi'n fecanyddol, a dyna pam mae offer titaniwm mewn gwasanaeth morol a chemegol yn para am ddegawdau. Ar gyfer asidau sy'n lleihau'n boeth neu amodau hollt difrifol, mae graddau sy'n dwyn palladiwm fel Gradd 7 neu Radd 12 yn cael eu ffafrio dros GR5.

3. Cryfder Tymheredd Uchel Da

Mae GR5 yn cadw cryfder defnyddiol ar 300-400 gradd , ymhell uwchlaw'r nenfwd ar gyfer aloion alwminiwm, a gall wasanaethu ar {-brennau brig tymor byr sy'n agosáu at 500 gradd mewn adrannau nad ydynt yn hanfodol. Mae gwasanaeth ymgripiad tymor hir dros 400 gradd yn galw am aloion bron yn alffa fel Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo.

4. -Cadernid Tymheredd Isel

Mae cryfder yn cynyddu wrth i dymheredd ostwng tra bod hydwythedd yn cael ei gynnal. Mae GR5 a'i amrywiad ELI yn parhau i fod yn anodd ar dymheredd cryogenig i lawr i -253 gradd, gan eu gwneud yn ddeunyddiau o ddewis ar gyfer llongau cryogenig ac offer nwy hylifedig.

5. Cryfder Blinder Uchel

Mae'r microstrwythur equiaxed dirwy a gynhyrchir gan brosesu thermomecanyddol rheoledig yn rhoi ymwrthedd blinder rhagorol i GR5 o dan lwytho cylchol, sy'n ffactor pendant wrth gylchdroi cydrannau awyrennau a modurol.

6. An-Magnetig a Biogydnaws

Nid yw GR5 yn-magnetig, sy'n bwysig mewn amgylcheddau MRI a rheolaeth llofnod magnetig bwrdd llongau. Mae ei fio-gydnawsedd, gyda thriniaeth arwyneb i gyfyngu ar ryddhau ïon, yn cefnogi ei ddefnydd mewn mewnblaniadau orthopedig a deintyddol fesul ISO 5832-3 ac ASTM F136.

7. Cymhareb Cynnyrch Uchel

Mae cryfderau tynnol a chynnyrch yn agos, sy'n golygu anffurfiad plastig cyfyngedig cyn methiant a sbringback sylweddol wrth ffurfio. Rhaid i offer roi cyfrif am hyn, a defnyddir ffurfiant poeth ar gyfer siapiau cymhleth.

8. Ymddygiad Trosglwyddo Gwres

Er bod titaniwm yn dargludo gwres yn wael, mae tua 7 W/m·K, tiwbiau cyfnewidydd gwres GR5 tenau wal yn gwneud iawn am fod y wal yn llai mewn trwch ac arwynebau nad ydynt yn graddio, gan gyflawni perfformiad trosglwyddo gwres ymarferol mewn dyletswyddau cyrydol.

9. Modwlws Elastig Isel

Ar tua 110 GPa, mae'r modwlws tua 57% o ddur. Mae hyn yn lleihau anystwythder plygu ond yn gwella ymddygiad blinder sbringiau a chydrannau hyblyg, ac mae'n lleihau'r effaith cysgodi straen mewn mewnblaniadau esgyrn.

10. Amsugno Nwy ar Tymheredd Uchel

Uwchben tua 400 gradd, mae titaniwm yn adweithio ag ocsigen, nitrogen a hydrogen, gan ffurfio haen wyneb caled. Rheolir yr ymddygiad hwn wrth brosesu trwy wactod neu awyrgylch anadweithiol a'i dynnu trwy biclo ar ôl gweithio poeth.

Cwmpas Cais fesul Diwydiant

Nodiadau Dethol

Dewiswch GR5 pan fo'r dyluniad yn gryfder- neu'n flinder-yn gyfyngedig ac yn faterion pwysau. Dewiswch raddau masnachol pur fel Gradd 2 pan fo ffurfadwyedd, weldadwyedd a chost yn dominyddu, neu pan fo'r amgylchedd yn dueddol o agen. Nodwch safon y cynnyrch bob amser, ASTM B265 ar gyfer plât, B348 ar gyfer bar, B861/B{862 ar gyfer tiwb, a bydd angen tystysgrif prawf melin gyda gwerthoedd cemegol a tynnol gwirioneddol.

FAQ

Beth mae TC4 yn ei olygu?

TC4 yw'r dynodiad Tsieineaidd ar gyfer Ti-6Al-4V o dan GB/T 3620.1: Mae T yn dynodi aloi titaniwm, C yn dynodi math alffa-beta, a 4 yw'r rhif cyfresol. Mae'n cyfateb i ASTM Gradd 5.

A yw titaniwm GR5 yn gryfach na dur?

Mewn termau cryfder penodol, ie. Mae cryfder tynnol GR5 yn debyg i ddur cryfder canolig ar tua 60% o'r pwysau, a dyna pam ei fod yn disodli dur mewn pwysau-strwythurau critigol.

A ellir anodized GR5?

Oes. Mae anodizing yn tyfu ffilm ocsid mwy trwchus ar gyfer amddiffyn cyrydiad, gwrthsefyll gwisgo, neu farcio lliw. Nid yw'n newid y priodweddau mecanyddol sylfaenol.

A yw GR5 yn cyrydu mewn dŵr môr?

Na. Mae ei ffilm ocsid hunan-iacháu yn rhoi ymwrthedd ardderchog i ddŵr y môr. Dim ond mewn agennau tynn ar dymheredd uchel y mae pyliau ac agennau'n peri risg, lle mae Gradd 7 neu Radd 12 yn cael ei ffafrio.

Beth yw tymheredd gweithredu uchaf GR5?

Mae gwasanaeth parhaus fel arfer wedi'i gyfyngu i 300-400 gradd . Yn uwch na 400 gradd, mae ocsidiad a creep yn lleihau bywyd; mae aloion tymheredd uchel bron yn alffa wedi'u pennu ar gyfer gwasanaeth 500-600 gradd.

Pam mae GR5 yn cael ei ddefnyddio ar gyfer mewnblaniadau meddygol?

Mae'n cyfuno cryfder uchel, ymwrthedd cyrydiad, nad yw'n wenwynig, a modwlws sy'n gydnaws ag asgwrn. Ar gyfer-mewnblaniadau tymor hir, mae'r amrywiad ELI fesul ASTM F136 gyda llai o ocsigen wedi'i nodi i wneud y torasgwrn mor galed â phosibl.