Pažangiuose laukuose, tokiuose kaip aviacijos ir kosmoso, medicinos implantai ir aukščiausios klasės chemikalai, titano medžiagos tapo nepakeičiamu pasirinkimu dėl jų išskirtinio stiprumo ir svorio santykio ir atsparumo korozijai ., tačiau titano šeimoje, pramoninio gryno titano TA1 (Gr1) ir titano lydinio TC4. (Ti -6 al -4 v, gr5) demonstruoja ryškiai skirtingus cheminės sudėties, fizinių savybių ir praktinių pritaikymų . atlikimą
Nuo kompozicinių skirtumų pagal ASTM standartus (TA1 (GR1), kurių grynumas yra iki 99 . 5%, palyginti Scenarijai (TA1 (GR1) dominuoja cheminiuose vamzdynuose, o TC4 (GR5), valdantys orlaivio variklių virpėjimą) - šis „našumo demonstravimas“ titano medžiagų srityje atspindi gilų medžiagų mokslo ir inžinerinių poreikių suderinimą.
Šis straipsnis, pagrįstas tokiais standartais kaip ASTM B265/F1472, sistemingai išanalizuos esminius skirtumus tarp šių dviejų pagrindinių titano medžiagų nuo mikrostruktūros iki makrokomandos, padedančios tiksliai suderinti medžiagų pasirinkimą su projekto reikalavimais .
1.
|
Elementas |
Ta1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Ti |
Didesnis arba lygus 99,5% |
Pusiausvyra |
|
Al |
- |
5.5-6.75% |
|
V |
- |
3.5-4.5% |
|
Fe (maks.) |
0.20% |
0.40% |
|
O (maks.) |
0.18% |
0.20% |
|
C (maks.) |
0.08% |
0.08% |
|
N (maks.) |
0.03% |
0.05% |
|
H (maks.) |
0.015% |
0.015% |
TA1 (GR1) (pramoninis grynas titanas)
Pagrindiniai komponentai: titano (Ti) kiekis didesnis arba lygus 99 . 5%, su pėdsakų priemaišomis (tokiomis kaip geležis, anglies, deguonies, azoto ir tt .).
Jokių kitų lydinių elementų, arti gryno titano .
Tc4 (gr5) (ti -6 al -4} v)
Pagrindiniai komponentai: titanas (Ti) kaip pagrindas, su 6% aliuminio (Al) ir 4% vanadžio (V) pridėta .
Tai yra + dvigubos fazės titano lydinys, geresnis našumas per lydinį .
2.
|
Nuosavybė |
Ta1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Tankis (g/cm³) |
4.51 |
4.43 |
|
Lydymosi taškas (laipsnis) |
Apie1668 |
Apie1600-1650 |
|
Šilumos laidumas (su m · k) |
17 |
6.7 |
|
Elektros varža (μΩ · m) |
0.42 |
1.7 (dėl legiruotų elementų) |
|
Šilumos išsiplėtimo koeficientas (10⁻⁶/ laipsnis) |
8.6 |
8.9 |
Skirtumas: TC4 (GR5) turi mažesnį šilumos laidumą ir didesnę elektrinę varžą dėl legiruoto, tinkamo aukštos temperatūros struktūriniams komponentams, tačiau prastesniu šilumos išsklaidymu .
3.
|
Nuosavybė |
Ta1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Tempimo stiprumas (MPA) |
240-550 |
895-930 (min) |
|
Derliaus stiprumas (MPA) |
170-485 |
825 (min) _ |
|
Pailgėjimas (%) |
24(min) _ |
10(min) _ |
|
Kietumas (HV) |
Žemiau (apie 120 HV) |
Aukštesnis (apie 330 HV) |
|
Elastinis modulis (GPA) |
102 |
110-114 |
Skirtumas: TC4 (GR5) turi stiprumą 2-3 kartų Ta1 (gr1), bet su mažesniu plastiškumu (mažesnis pailgėjimas) .
TC4 (GR5) turi geresnį nuovargio stiprumą ir atsparumą šliaužimui (tinkamas dinaminėms apkrovoms) .
4. atsparumas korozijai
Bendrieji taškai: abu praeina ASTM b 861/b 862 korozijos testai ir gerai atlieka jūros vandens ir chlorido aplinkoje .
Skirtumai:
TA1 (GR1): Šiek tiek geriau mažinant rūgštis (tokias kaip druskos rūgštis) nei TC4 (Gr5) (dėl to, kad nėra al/v segregacijos rizikos) .
TC4 (GR5): gali sudaryti apsauginę plėvelę dėl AL elemento aukštos temperatūros oksidacijos aplinkoje, tačiau turi šiek tiek didesnį streso korozijos jautrumą .
5.
|
Procesas |
Ta1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Šaltas darbas |
Puikus (ASTM B381 leidžia giliai piešti) |
Reikalauja atkaitinimo (kitaip linkęs į krekingus) |
|
Karštas darbas |
Nereikia |
Reikalauja aukščiau fazės pereinamosios temperatūros (~ 955 laipsnis) |
|
Suvirinamumas |
Puikus (TIG/LASER SUPERDING, ASTM B 862) |
Gera (norint išvengti oksidacijos, reikia apsauginių dujų) |
|
Aparatas |
TPriklausymas laikytis peiliuko |
Blogiau (reikia specialių įrankių) |
6.
|
Laukas |
Ta1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Aviacijos ir kosmoso |
Neįkraunantys komponentai (pvz., Vamzdžiai) |
Variklio ašmenys, nusileidimo įrankiai (AMS 4928/4930) |
|
Chemijos pramonė |
Šilumokaičiai, reaktoriai (ASTM SB338) |
Aukšto slėgio vožtuvai, siurblio korpusai |
|
Medicinos |
Kaulų plokštelės, varžtai (ASTM F67) |
Dirbtiniai sąnariai, dantų implantai (ASTM F136) |
|
Jūrų |
Jūros vandens vamzdžiai (ASTM SB338) |
Povandeninio slėgio korpusai (MIL-DTL -46077) |
|
Civilinis |
Statybos dekoravimas, golfo klubo galvutės |
Lenktynių jungiamieji strypai, aukščiausios klasės dviračių rėmai |
7. kaina
TA1 (GR1): mažesnė kaina (dėl brangių lydinių elementų nebuvimo) .
TC4 (GR5): didesnės išlaidos (yra aliuminio ir vanadžio, ir turi sudėtingą apdorojimo procedūrą) .
Jie abu papildo vienas kitą, apimdami pagrindinių pramonės šakų reikalavimus iki pažangiausių technologijų visais scenarijais .
