مواد GR5 (ti -6 al -4 v)
از ویکی پدیا ، دائر ycl المعارف رایگان
Ti -6 al {1}} V (تعیین UNS R56400) ، که گاهی اوقات TC4 ، Ti64 ، [1] یا ASTM درجه 5 نامیده می شود ، یک آلیاژ تیتانیوم آلفا بتا با استحکام خاص و مقاومت در برابر خوردگی عالی است. این یکی از متداول ترین آلیاژهای تیتانیوم است و در طیف گسترده ای از برنامه ها استفاده می شود که در آن چگالی کم و مقاومت در برابر خوردگی عالی مانند EG صنعت هوافضا و کاربردهای بیومکانیکی (کاشت و پروتز) لازم است.
مطالعات مربوط به آلیاژهای تیتانیوم مورد استفاده در زره ها از دهه 1950 در آرسنال واترت تاون آغاز شد ، که بعداً به بخشی از آزمایشگاه تحقیقات ارتش تبدیل شد. [2] [3]
این آلیاژ تیتانیوم از نظر تجاری موفق ترین است و هنوز هم در حال استفاده است و بسیاری از کاربردهای صنعتی و تجاری را شکل داده است. [5]
افزایش استفاده از آلیاژهای تیتانیوم به عنوان مواد بیولوژیکی به دلیل مدول پایین تر ، زیست سازگاری برتر و مقاومت در برابر خوردگی در مقایسه با فولادهای ضد زنگ معمولی و آلیاژهای مبتنی بر کبالت افزایش یافته است. [6] این خصوصیات جذاب یک نیروی محرکه برای معرفی اولیه (CPTI) و + (Ti {3}}} {4}} V) آلیاژ و همچنین برای توسعه اخیر ترکیبات جدید Ti-Aloy و متاستیک ارتوپدی بود B آلیاژهای تیتانیوم. دومی دارای زیست سازگاری پیشرفته ، کاهش مدول الاستیک و مقاومت به خستگی کنترل شده با کرنش و فشار برتر است. [7] با این حال ، مقاومت برشی ضعیف و مقاومت سایش آلیاژهای تیتانیوم با این وجود استفاده از زیست پزشکی خود را محدود کرده است. اگرچه مقاومت در برابر سایش آلیاژهای B-Ti در مقایسه با آلیاژهای#B بهبود یافته است ، اما ابزار نهایی آلیاژهای تیتانیوم ارتوپدی به عنوان اجزای سایش به درک اساسی تر از مکانیسم های سایش درگیر نیاز دارد.
شیمی
[ویرایش]
(در درصد وزنی) [8]
|
V |
با هم |
با |
O |
C |
N |
H |
Y |
قله |
باقیمانده |
باقیمانده |
|
|
حداقل |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
حداکثر |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
تعادل |
.1 |
.3 |
خصوصیات فیزیکی و مکانیکی
[ویرایش]
یک ریزساختار احتمالی Ti -6 al {1}}} v آلیاژ با دانه های آلفا Equiaxed و فاز بتا ناپیوسته
Ti -6 al {1}} V آلیاژ تیتانیوم معمولاً در آلفا ، با ساختار کریستالی HCP ، (SG: P63/mmc) و بتا ، با ساختار کریستالی BCC ، (SG: IM {3}}}} وجود دارد. م) مراحل. در حالی که خصوصیات مکانیکی تابعی از شرایط تصفیه حرارت آلیاژ است و بر اساس خواص می تواند متفاوت باشد ، اما دارایی معمولی برای Ti {5}}} al {6} V} V در زیر نشان داده شده است. [9] [10] ] [11] آلومینیوم فاز آلفا را تثبیت می کند ، در حالی که وانادیوم مرحله بتا را تثبیت می کند. [12] [13]
|
تراکم |
مدول |
مدول |
مدول فله |
نسبت پواسون |
استرس عملکرد کششی |
استرس نهایی کششی |
سختی |
کشیدگی یکنواخت |
|
|
حداقل |
4.429 g/cm3 ({3}}. 160 lb/cu در) |
104 GPA (106 × 15.1 PSI) |
40 GPA (106 5.8 psi) |
96.8 GPA (14. {3}}} × 106 psi) |
0.31 |
880 MPa (128 ، 000 psi) |
900 MPa (130 ، 000 psi) |
36 Rockwell C (معمولی) |
5% |
|
حداکثر |
4.512 g/cm3 (0. 163 lb/cu در) |
113 GPA (106 × 106 PSI) |
45 GPA (106 × 106 PSI) |
153 GPA (106 × 106 22.2) |
0.37 |
920 MPa (133 ، 000 psi) |
950 MPa (138 ، 000 psi) |
-- |
18% |
Ti -6 al {1}} V دارای هدایت حرارتی بسیار کمی در دمای اتاق 6.7 تا 7.5 W/m · k ، [14] [15] است که به قابلیت عملکرد نسبتاً ضعیف آن کمک می کند. [15]
آلیاژ در برابر خستگی ساکن سرد آسیب پذیر است. [16] [17]
عملیات حرارتی Ti -6 al -4 v
[ویرایش]
Ti -6 al {1}} V گرمی است که برای تغییر مقادیر و ریزساختار و فازهای موجود در آلیاژ ، تحت درمان قرار می گیرد. ساختار ساختار بسته به عملیات حرارتی دقیق و روش پردازش متفاوت خواهد بود. سه فرآیند متداول عملیات حرارتی عبارتند از: آنیل شدن آسیاب ، بازپرداخت دوبلکس و درمان و پیری. [18]
برنامه
[ویرایش]
ساختارهای هوافضا. Boeing 787 از نظر وزن 15 ٪ تیتانیوم است ، [19] و Airbus A350 14 ٪ است. [20]
ایمپلنت های زیست پزشکی و پروتز [21]
اتومبیل های مسابقه ای با کارایی بالا
دوچرخه های سطح بالا
تولید افزودنی [22]
مورد Apple iPhone 15 Pro (Max) ، Iphone 16 Pro و Pro Max Case و Apple Watch Series 10 Titanium و Ultra 2 موارد
برنامه های دریایی: Ti -6 al {1}}} درجه 5 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی استثنایی در محیط های آب دریا به طور گسترده در برنامه های دریایی استفاده می شود. [23] Ti -6 al {5}} V در اجزای در معرض اتمسفر دریایی و شرایط زیر آب ، مانند کشتی سازی ، سیستم عامل های نفتی و گاز دریایی و تجهیزات زیرزمینی اعمال می شود. [24] [25] مقاومت آن در برابر خوردگی به کاهش هزینه های نگهداری و گسترش طول عمر تجهیزات دریایی کمک می کند. [26]
مشخصات
[ویرایش]
UNS: R56400
AMS Standard: 4928 [27]
استاندارد ASTM: F1472
استاندارد ASTM: B265 درجه 5 [28]