GR5 Матеріал (Ti -6 al -4 v)
З Вікіпедії, вільна енциклопедія
Ti -6 al -4 V (UNS позначення R56400), іноді його називають TC4, TI64, [1] або ASTM 5 клас, є титановим сплавом альфа-бета з високою силою та відмінною стійкістю до корозії. Це одне з найбільш часто використовуваних титанових сплавів і застосовується в широкому діапазоні застосувань, де необхідна низька щільність та відмінна резистентність до корозії, такі як AG Aerospace Industry та біомеханічні застосування (імплантати та протези).
Дослідження титанових сплавів, що застосовуються в бронях, розпочалися в 1950 -х роках у Арсеналі Уотертаун, які згодом стали частиною армійської дослідницької лабораторії. [2] [3]
Це найбільш комерційно успішний титановий сплав і досі використовується сьогодні, сформувавши численні промислові та комерційні програми. [5]
Посилене використання титанових сплавів як біоматеріалів відбувається через їх нижчий модуль, верхню біосумісність та підвищену резистентність до корозії в порівнянні з більш звичайними нержавіючими сталем та сплавами на основі кобальту. [6] Ці привабливі властивості були рушійною силою для раннього введення (CPTI) та + (Ti -6 al -4 v) сплавів, а також для більш недавнього розвитку нових композицій Ti-Saloy та ортопедичних метастацій B титанові сплави. Останні мають посилену біосумісність, знижену модуль пружності та високу контрольовану деформацію та стійкість до втоми. [7] Однак погана міцність зсуву та зношування титанових сплавів все -таки обмежили їх біомедичне використання. Незважаючи на те, що носійна стійкість сплавів B-Ti показала певне вдосконалення порівняно з сплавами#B, остаточна корисність ортопедичних титанових сплавів як компонентів зносу потребуватиме більш повного фундаментального розуміння механізмів зносу.
Хімія
[редагувати]
(в мас. %) [8]
|
V |
Al |
Феод |
O |
C |
N |
H |
Y |
Тир |
Залишок кожен |
Залишок усього |
|
|
Хв |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Максимум |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Балансувати |
.1 |
.3 |
Фізичні та механічні властивості
[редагувати]
Одна можлива мікроструктура Ti -6 al -4 V сплав із зернами Alpha Equiaxed та переривчастою бета -фазою
Ti -6 al -4 V сплав титану титану зазвичай існує в альфа, зі кристалічною структурою HCP, (SG: p63/mmc) та бета, з кристалічною структурою BCC, (SG: IM -3 м) фази. Хоча механічні властивості є функцією умови термічної обробки сплаву і можуть змінюватись на основі властивостей, типові діапазони властивостей для добре оброблених Ti -6 al -4 v показані нижче. [9] [10 ] [11] Алюміній стабілізує альфа -фазу, а ванадій стабілізує бета -фазу. [12] [13]
|
Щільність |
Модуль Янга |
Модуль зсуву |
Об'ємний модуль |
Співвідношення Пуассона |
Напруга на розрив урожайності |
Накладний стрес |
Твердість |
Рівномірне подовження |
|
|
Хв |
4.429 г/см3 (0. 160 фунтів/Cu в) |
104 ГПа (15,1 × 106 фунт / кв.дюйм) |
40 ГПа (5,8 × 106 фунт / кв.дюйм) |
96,8 GPA (14. 0 × 106 фунт / кв.дюйм) |
0.31 |
880 MPA (128, 000 psi) |
900 МПа (130, 000 psi) |
36 Rockwell C (типово) |
5% |
|
Максимум |
4.512 G/cm3 (0. 163 фунт/cu в) |
113 GPA (16,4 × 106 фунт / кв.дюйм) |
45 ГПа (6,5 × 106 фунт / кв.дюйм) |
153 ГПА (22,2 × 106 фунт / кв.дюйм) |
0.37 |
920 MPA (133, 000 psi) |
950 МПа (138, 000 psi) |
-- |
18% |
Ti -6 al -4 v має дуже низьку теплопровідність при кімнатній температурі від 6,7 до 7,5 Вт/м · k, [14] [15], що сприяє відносно поганій обробці. [15]
Сплав вразливий до втоми холодної межі. [16] [17]
Термічна обробка ti -6 al -4 v
[редагувати]
Ti -6 al -4 v - тепло обробляється для зміни кількості та мікроструктури та фаз у сплаві. Мікроструктура буде значно відрізнятися залежно від точної термічної обробки та методу обробки. Три поширені процеси термічної обробки - це відпал млин, дуплексне відпал та обробка та старіння розчину. [18]
Заявки
[редагувати]
Аерокосмічні структури. Boeing 787 - 15% титану за вагою, [19], а Airbus A350 - 14%. [20]
Біомедичні імплантати та протези [21]
Високопродуктивні гоночні машини
Велосипеди високого класу
Виробництво добавок [22]
Корпус Apple iPhone 15 Pro (MAX), Iphone 16 Pro та Pro Max Case, а також Titanium та Ultra 2 Series Apple Watch Series 10
Морські програми: Ti -6 al -4 V клас 5 широко використовується в морських додатках завдяки винятковій резистентності до корозії в середовищах морської води. [23] Ti -6 al -4 v застосовується в компонентах, що піддаються морській атмосфері та підводних умовах, таких як суднобудування, офшорні нафтогазові платформи та підводне обладнання. [24] [25] Його стійкість до корозії допомагає зменшити витрати на обслуговування та продовження життя морського обладнання. [26]
Специфікація
[редагувати]
UNS: R56400
Стандарт AMS: 4928 [27]
Стандарт ASTM: F1472
Стандарт ASTM: B265 5 клас [28]