Vật liệu gr5 (ti -6 al -4 v)

Từ Wikipedia, bách khoa toàn thư miễn phí

Ti -6 Al -4 V (UNS chỉ định R56400), đôi khi được gọi là TC4, TI64, [1] hoặc ASTM Lớp 5, là hợp kim Alpha-Beta Titanium với độ bền cao và khả năng ăn mòn tuyệt vời. Đây là một trong những hợp kim titan được sử dụng phổ biến nhất và được áp dụng trong một loạt các ứng dụng trong đó mật độ thấp và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời là cần thiết như EG ngành công nghiệp hàng không vũ trụ và các ứng dụng cơ học sinh học (cấy ghép và chân giả).

Các nghiên cứu về hợp kim titan được sử dụng trong áo giáp bắt đầu vào những năm 1950 tại Watertown Arsenal, sau đó trở thành một phần của Phòng thí nghiệm nghiên cứu quân đội. [2] [3]

Đây là hợp kim titan thành công nhất về mặt thương mại và vẫn còn được sử dụng cho đến ngày nay, đã định hình nhiều ứng dụng công nghiệp và thương mại. [5]

Tăng sử dụng hợp kim titan làm vật liệu sinh học đang xảy ra do mô đun thấp hơn, tính tương thích sinh học vượt trội và khả năng chống ăn mòn tăng cường khi so sánh với thép không gỉ thông thường hơn và hợp kim dựa trên coban. [6] Những tính chất hấp dẫn này là một động lực cho việc giới thiệu sớm (CPTI) và + (Ti -6 al -4 V) B Hợp kim Titan. Loại thứ hai sở hữu khả năng tương thích sinh học tăng cường, giảm mô đun đàn hồi và khả năng chống mệt mỏi biến dạng và chống căng thẳng vượt trội. [7] Tuy nhiên, sức mạnh cắt kém và khả năng chống mài mòn của hợp kim titan vẫn hạn chế sử dụng y sinh của họ. Mặc dù khả năng chống mài mòn của hợp kim B-TI đã cho thấy một số cải tiến khi so sánh với hợp kim#B, tiện ích cuối cùng của hợp kim titan chỉnh hình là các thành phần hao mòn sẽ đòi hỏi sự hiểu biết cơ bản đầy đủ hơn về các cơ chế hao mòn liên quan.

Hoá học

[biên tập]

(trong wt. %) [8]

	V	Al	Fe	O	C	N	H	Y	Ti	Phần còn lại mỗi	Tổng số còn lại
Tối thiểu	3.5	5.5	--	--	--	--	--	--	--	--	--
Tối đa	4.5	6.75	.3	.2	.08	.05	.015	.005	Sự cân bằng	.1	.3

Tính chất vật lý và cơ học

[biên tập]

Một cấu trúc vi mô có thể của Ti -6 Al -4 V hợp kim với các hạt alpha cân bằng và pha beta không liên tục

Ti -6 Al -4 V hợp kim titan thường tồn tại trong alpha, với cấu trúc tinh thể HCP, (sg: p63/mmc) và beta, với cấu trúc tinh thể BCC, (SG: IM -3}}}}} m) các giai đoạn. Mặc dù các tính chất cơ học là một hàm của điều kiện xử lý nhiệt của hợp kim và có thể thay đổi dựa trên các thuộc tính, phạm vi tính chất điển hình cho Ti được xử lý tốt -6 Al -4 V được hiển thị bên dưới. [9] [10 ] [11] Nhôm ổn định pha alpha, trong khi vanadi ổn định pha beta. [12] [13]

	Tỉ trọng	Mô đun của Young	Mô đun cắt	Mô đun số lượng lớn	Tỷ lệ của Poisson	Ứng suất năng suất kéo	Căng thẳng kéo dài	Độ cứng	Độ giãn dài thống nhất
Tối thiểu	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 (điển hình)	5%
Tối đa	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 có độ dẫn nhiệt rất thấp ở nhiệt độ phòng từ 6,7 đến 7,5 W/m · k, [14] [15] góp phần vào khả năng gia công tương đối kém của nó. [15]

Hợp kim dễ bị mệt mỏi với sự mệt mỏi. [16] [17]

Điều trị nhiệt của Ti -6 Al -4 V

[biên tập]

Ti -6 Al -4 V được xử lý nhiệt để thay đổi lượng và cấu trúc vi mô của các pha trong hợp kim. Cấu trúc vi mô sẽ thay đổi đáng kể tùy thuộc vào xử lý nhiệt chính xác và phương pháp xử lý. Ba quá trình xử lý nhiệt phổ biến là ủ máy nghiền, ủ song công và xử lý giải pháp và lão hóa. [18]

Ứng dụng

[biên tập]

Cấu trúc hàng không vũ trụ. Boeing 787 là 15% titan theo trọng lượng, [19] và Airbus A350 là 14%. [20]

Cấy ghép y sinh và chân giả [21]

Xe đua hiệu suất cao

Xe đạp cao cấp

Sản xuất phụ gia [22]

Trường hợp Apple iPhone 15 Pro (Max), IPhone 16 Pro và Pro Max, và Apple Watch Series 10 Titanium và Ultra 2 Case

Các ứng dụng hàng hải: Ti -6 Al -4 v Lớp 5 được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng biển do khả năng chống ăn mòn đặc biệt trong môi trường nước biển. [23] Ti -6 Al -4 V được áp dụng trong các thành phần tiếp xúc với khí quyển biển và các điều kiện dưới nước, như đóng tàu, nền tảng dầu khí ngoài khơi và thiết bị ngầm. [24] [25] Khả năng chống ăn mòn của nó giúp giảm chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ của thiết bị biển. [26]

Thông số kỹ thuật

[biên tập]

UNS: R56400

Tiêu chuẩn AMS: 4928 [27]

Tiêu chuẩn ASTM: F1472

Tiêu chuẩn ASTM: B265 Lớp 5 [28]