GR5 материал (ti -6 al -4 v)
От Уикипедия, свободната енциклопедия
Ti -6 al -4 V (обозначение на UNS R56400), понякога наричан TC4, TI64, [1] или ASTM степен 5, е алфа-бета титаниева сплав с висока специфична якост и отлична устойчивост на корозия. Това е една от най -често използваните титанови сплави и се прилага в широк спектър от приложения, където са необходими ниска плътност и отлична устойчивост на корозия, като например аерокосмическа промишленост и биомеханични приложения (импланти и протези).
Проучвания на титанови сплави, използвани в Armors, започват през 50 -те години на миналия век в Уотъртаун Арсенал, който по -късно става част от армейската изследователска лаборатория. [2] [3]
Това е най -комерсиално успешната сплав от титан и се използва и до днес, като оформя множество индустриални и търговски приложения. [5]
Повишена употреба на титанови сплави като биоматериали се наблюдава поради техния по-нисък модул, превъзходна биосъвместимост и повишена устойчивост на корозия в сравнение с по-конвенционалните неръждаеми стомани и сплави на базата на кобалт. [6] Тези атрактивни свойства бяха движеща сила за ранното въвеждане на (CPTI) и + (Ti -6 al -4 v) сплави, както и за по-скорошното развитие на нови композиции на Ti-Alloy и ортопедични метастабилни B титанови сплави. Последният притежава повишена биосъвместимост, намален еластичен модул и превъзходен устойчивост на устойчивост на умора и Notch умора. [7] Въпреки това, лошата якост на срязване и устойчивостта на износване на титанови сплави въпреки това са ограничили биомедицинската им употреба. Въпреки че устойчивостта на износване на B-Ti сплави показа известно подобрение в сравнение с#B сплави, крайната полезност на ортопедичните титанови сплави като компоненти на износване ще изисква по-пълно фундаментално разбиране на механизмите за износване.
Химия
[Редактиране]
(В тегл. %) [8]
|
V |
Al |
Fe |
O |
C |
N |
H |
Y |
Ти |
Остатък всеки |
Остатък Общо |
|
|
Мин |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
Макс |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
Баланс |
.1 |
.3 |
Физически и механични свойства
[Редактиране]
Една възможна микроструктура на Ti -6 al -4 v сплав с равновесени алфа зърна и прекъсната бета фаза
Ti-6Al-4V titanium alloy commonly exists in alpha, with hcp crystal structure, (SG: P63/MMC), and beta, with bcc crystal structure, (SG: Im-3 m) фази. Докато механичните свойства са функция от състоянието на топлинната обработка на сплавта и могат да варират в зависимост от свойствата, типичните диапазони на свойството за добре обработен Ti -6 al -4 V са показани по-долу. [9] [10 ] [11] Алуминият стабилизира алфа фазата, докато ванадий стабилизира бета фазата. [12] [13]
|
Плътност |
Модулът на Йънг |
Модул на срязване |
Насипен модул |
Съотношението на Поасон |
Напрежение на добив на опън |
Основен стрес |
Твърдост |
Еднообразно удължение |
|
|
Мин |
4.429 g/cm3 (0. 160 lb/cu в) |
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 (типично) |
5% |
|
Макс |
4.512 g/cm3 (0. 163 lb/cu в) |
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 има много ниска топлопроводимост при стайна температура от 6,7 до 7,5 w/m · k, [14] [15], която допринася за сравнително лошата обработка. [15]
Сплавта е уязвима от умора на студена обитаване на жилища. [16] [17]
Топлинна обработка на Ti -6 al -4 v
[Редактиране]
Ti -6 al -4 V е обработен с топлина, за да варира количествата и микроструктурата на и фазите в сплавта. Микроструктурата ще варира значително в зависимост от точната обработка на топлината и метода на обработка. Три често срещани процеса на обработка на топлината са отгряване на мелницата, отгряване на дуплекс и лечение на разтвори и стареене. [18]
Приложения
[Редактиране]
Аерокосмически структури. Boeing 787 е с 15% титан, [19], а Airbus A350 е 14%. [20]
Биомедицински импланти и протези [21]
Високопроизводителни състезателни автомобили
Велосипеди от висок клас
Адитивно производство [22]
Case Case Apple iPhone 15 Pro (MAX), случаи на iPhone 16 Pro и Pro Max и случаи на Apple Watch Series 10 Titanium и Ultra 2
Морски приложения: Ti -6 al -4 V степен 5 се използва широко в морските приложения поради изключителната си устойчивост на корозия в среда на морска вода. [23] Ti -6 al -4 V се прилага в компоненти, изложени на морски атмосфери и подводни условия, като корабостроене, офшорни петролни и газови платформи и подводно оборудване. [24] [25] Неговата устойчивост на корозия помага за намаляване на разходите за поддръжка и удължаване на живота на морското оборудване. [26]
Спецификации
[Редактиране]
UNS: R56400
AMS стандарт: 4928 [27]
ASTM стандарт: F1472
ASTM стандарт: B265 клас 5 [28]