GR5 anyag (ti -6 al -4 v)

A Wikipedia -tól, a szabad enciklopédia

A Ti -6 al -4 v (UNS megnevezés R56400), néha TC4, TI64, [1] vagy ASTM 5. fokozat, egy alfa-béta titánötvözet, nagy specifikus szilárdságú és kiváló korrózióállósággal. Ez az egyik leggyakrabban használt titánötvözet, és széles körű alkalmazásokban alkalmazzák, ahol alacsony sűrűségű és kiváló korrózióállóság szükséges, például a repülőgépipar és a biomechanikai alkalmazások (implantátumok és protézisek).

A páncélokban használt titánötvözetek tanulmányozása az 1950 -es években kezdődött a Watertown Arsenal -ban, amely később a hadsereg kutatólaboratóriumának részévé vált. [2] [3]

Ez a legkevésbé sikeres titánötvözet, és ma is használatban van, számos ipari és kereskedelmi alkalmazást alakított ki. [5]

A titánötvözetek fokozott felhasználása biológiai anyagokként alacsonyabb modulusuk, kiváló biokompatibilitásuk és fokozott korrózióállóságuk miatt fordul elő, összehasonlítva a hagyományos rozsdamentes acélokkal és a kobalt-alapú ötvözetekkel. [6] Ezek a vonzó tulajdonságok hajtóerejét jelentették a (CPTI) és a Plus (Ti {2}} al -4 v) korai bevezetéséhez, valamint az új Ti-ötvözet és az ortopédikus metastable legfrissebb fejlesztése érdekében B titánötvözetek. Ez utóbbi fokozott biokompatibilitással, csökkentett elasztikus modulussal, valamint jobb, feszültségvezérelt és bevágott fáradtság-ellenállással rendelkezik. [7] A titánötvözetek gyenge nyírószilárdsága és kopásállósága azonban korlátozta orvosbiológiai felhasználását. Noha a B-Ti ötvözetek kopási rezisztenciája javulást mutatott a#B ötvözetekhez képest, az ortopédiai titánötvözetek végső hasznossága, mint kopási komponensek, az érintett kopási mechanizmusok teljesebb alapvető megértését igényli.

Kémia

[Szerkesztés]

(Wt. Százalékban) [8]

	V	Al	FE	O	C	N	H	Y	Ti	Mindegyik maradék	A fennmaradó rész
Miniszterelnök	3.5	5.5	--	--	--	--	--	--	--	--	--
Maximum	4.5	6.75	.3	.2	.08	.05	.015	.005	Egyensúly	.1	.3

Fizikai és mechanikai tulajdonságok

[Szerkesztés]

A Ti -6 al -4 v ötvözet egy lehetséges mikroszerkezete egyenértékű alfa -szemcsékkel és folytonos béta fázissal

Ti -6 al -4 V titánötvözet általában létezik alfa -ban, HCP kristályszerkezetgel (SG: P63/MMC) és béta, BCC kristályszerkezetgel, (SG: IM -3}}}}}}}}}}}}}}}}} m) fázisok. Míg a mechanikai tulajdonságok az ötvözet hőkezelési állapotának függvénye, és a tulajdonságoktól függően változhat, a jól feldolgozott ti -6 al -4 v tipikus tulajdonságtartományai az alábbiakban láthatók. [9] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] [10] ] [11] Az alumínium stabilizálja az alfa fázist, míg a vanádium stabilizálja a béta fázist. [12] [13]

	Sűrűség	Young modulusa	Nyírási modulus	Ömlesztett modulus	Poisson aránya	Szakítószilárdsági stressz	Szakítószilárdság	Keménység	Egyenletes megnyúlás
Miniszterelnök	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 (tipikus)	5 %
Maximum	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 %

A Ti -6 al -4 v szobahőmérsékleten 6,7 - 7,5 W/m · K, [14] [15], amely hozzájárul annak viszonylag rossz megmunkálhatóságához. [15]

Az ötvözet kiszolgáltatott a hideg ház fáradtságára. [16] [17]

Ti -6 al -4 v hőkezelése

[Szerkesztés]

A ti -6 al -4 v hővel kezelik, hogy az ötvözet mennyiségét, valamint mikroszerkezetét és fázisát változtassa meg. A mikroszerkezet a pontos hőkezeléstől és a feldolgozási módszertől függően jelentősen változhat. Három általános hőkezelési folyamat a malomtisztítás, a duplex lágyítás, valamint az oldatkezelés és az öregedés. [18]

Alkalmazások

[Szerkesztés]

Repülőgép -struktúrák. A Boeing 787 15 % -os titán, [19] és az Airbus A350 14 %. [20]

Orvosbiológiai implantátumok és protézisek [21]

Nagy teljesítményű versenyautók

Csúcskategóriás kerékpárok

Additív gyártás [22]

Apple iPhone 15 Pro (Max) tok, iPhone 16 Pro és Pro Max tokok, valamint az Apple Watch Series 10 Titanium és Ultra 2 esetek

Tengeri alkalmazások: Ti -6 al -4 V 5. fokozatot széles körben használnak a tengeri alkalmazásokban, mivel kivételes korrózióálló képessége a tengervíz környezetében. [23] A Ti -6 al -4 v -t a tengeri légkörnek és a víz alatti körülmények között kitett alkatrészekben alkalmazzák, például hajógyártás, tengeri olaj- és gázplatformok, valamint tenger alatti berendezések. [24] [25] [25] A korrózióval szembeni ellenállása elősegíti a karbantartási költségek csökkentését és a tengeri berendezések élettartamának meghosszabbítását. [26]

Előírások

[Szerkesztés]

UNS: R56400

AMS szabvány: 4928 [27]

ASTM szabvány: F1472

ASTM szabvány: B265 5. fokozat [28]