Erinevused TA1, TA2 ja TC4 titaani vahel
Ülevaade
TA1, TA2 ja TC4on Hiina (GB) tähistused kolmele kõige laialdasemalt kasutatavale titaanmaterjalile.TA1 ja TA2 kuuluvad kaubanduslikult puhtale titaanile (CP-Ti), samal ajalTC4 on + titaani sulam(vastab 5. klassile / Ti-6Al-4V). Need erinevad põhimõtteliselt koostise, tugevuse ja rakenduse poolest.
表格
| Üksus | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Kategooria | Kaubanduslikult puhas titaan | Kaubanduslikult puhas titaan | + titaani sulam |
| ASTM-i ekvivalent | 1. klass | 2. klass | 5. klass (Ti-6Al-4V) |
| Koosseis | >99% Ti, väga madalad vahereklaamid | >99% Ti, veidi kõrgem O/Fe | Ti + 6% Al + 4% V |
| Tugevuse tase | Madalaim | Keskmine | Kõrgeim |
| Vormitavus | Parim | Hea | Mõõdukas |
| Maksumus | Madal | Madal-keskmine | Kõrge |
1. Koostis ja klassifikatsioon
TA1 - kaubanduslikult puhas titaan (pehme kvaliteediga)
Titaani sisaldus on suurem või võrdne 99,5%, kusjuuresmadalaim hapniku- ja rauasisalduskommertsklasside hulgas.
Üks -faasiline (kuusnurkne suletud-pakitud) struktuur.
Kõige pehmem ja plastilisem titaani klass.
TA2 - kaubanduslikult puhas titaan (standardklass)
Sama põhikoostis nagu TA1, kuid koosveidi kõrgem hapniku/raua sisaldus, mis tõstab jõudu.
Still single -phase; aenim kasutatav CP klass- titaanitööstuse "tööhobune".
ASTM-i ekvivalent:2. klass.
TC4 - titaanisulam (+ tüüp)
Koostis:Ti-6Al-4V- 5.5–6,75% alumiiniumi (-stabilisaator) + 3.5–4,5% vanaadiumi (-stabilisaator).
Kahe-faasiline struktuur: faas + faas (keha-keskne kuup), mis võimaldabkuumtöötlus (lahus + vanandamine)tugevuse järsuks suurendamiseks.
ASTM-i ekvivalent:5. klass- kõige laialdasemalt kasutatav titaansulammaailmas.
2. Mehaaniliste omaduste võrdlus
表格
| Kinnisvara | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Tõmbetugevus (MPa) | 240–370 või suurem | Suurem või võrdne 400–550 | Suurem või võrdne 895–1100 |
| Tootmistugevus (MPa) | Suurem kui 170 või sellega võrdne | Suurem või võrdne 275-ga | Suurem või võrdne 825-ga |
| Pikendus (%) | Suurem või võrdne 30 | Suurem või võrdne 25-ga | Suurem või võrdne 10–14 |
| Kõvadus (HB) | ~100 | ~140 | ~330 |
| Tihedus (g/cm³) | 4.51 | 4.51 | ~4.43 |
| Töötemperatuur | Vähem kui 300 kraadi või sellega võrdne | Vähem kui 350 kraadi või sellega võrdne | Vähem kui 400–450 kraadi või sellega võrdne |
Põhipunkt: TC4 on ligikaudu2-3 korda tugevamkui TA1/TA2, kuid oluliselt madalama plastilisusega. TA1 on kõige kergemini vormitav ja keevitatav; TC4 on keerulisem töödelda ja vormida.
3. Füüsikalised ja keemilised omadused
表格
| Kinnisvara | TA1 / TA2 (CP Ti) | TC4 (sulam) |
|---|---|---|
| Korrosioonikindlus | Suurepärane- silmapaistev kloriidide, merevee ja oksüdeerivate hapete poolest | Väga hea, kuid mõnes redutseerivas keskkonnas veidi madalam kui CP Ti |
| Biosobivus | Implantaatide jaoks eelistatud parem - | Suurepärane (ELI versioon, klass 23, mida kasutatakse-kandvate implantaatide jaoks) |
| Oksüdatsioonikindlus | Hea | Parem kõrgel temperatuuril |
| Soojusjuhtivus | ~17 W/(m·K) | ~6,7 W/(m·K) - kehvem (raskem töödelda) |
| Elastsusmoodul | ~110 GPa | ~114 GPa |
4. Töötlemine ja valmistamine
表格
| Aspekt | TA1 / TA2 | TC4 |
|---|---|---|
| Külmvormimine | Suurepärane (TA1 parim) - sügavtõmbamine, ketramine | Raske - tavaliselt kuumvormitud või lõõmutatud enne vormimist |
| Keevitamine | Lihtne; standardne argoonvarjestusega GTAW/TIG | Nõuab ranget varjestust; keevisõmbluse tsoon kaotab tugevuse (keevisõmblustes puudub vanus{0}}kõvenemine) |
| Mehaaniline töötlemine | Titaani jaoks suhteliselt lihtne | Raske - madal soojusjuhtivus, kõvastumine |
| Kuumtöötlus | Ainult lõõmutamine (ei tugevdavat toimet) | Lahusravi + vanandaminevõib suurendada tugevust ~20-30% |
| Sepistamise temperatuur | ~750–850 kraadi | ~850–950 kraadi (+ väli) |
5. Tüüpilised rakendused
TA1 -, kus on oluline maksimaalne vormitavus ja korrosioonikindlus:
Sügavtõmbe{0}}keemiavarustus (tankid, anumad)
Galvaneerimisriiulid, anoodkorvid
Tugevat vormimist vajavad soojusvaheti osad
Meditsiinilised/hambaravikomponendid, mis vajavad maksimaalset biosobivust
TA2 - üldotstarbeline-tööstuslik klass:
Keemilised reaktorid, surveanumad, soojusvahetid
Merevee torustikusüsteemid, magestamise seadmed
Tööstuskomponentide plaadistamine ja anodeerimine
Keevitamist vajavad konstruktsiooniosad + korrosioonikindlus
TC4 -, kus suur tugevus on oluline:
Lennundus: lennuki konstruktsiooniosad, mootorikomponendid, telik
Meditsiiniline: luukruvid, liigeseproteesid (ELI versioon)
Suure jõudlusega{0}}auto- ja võidusõiduosad
Kõrgsurveanumad-, turbiinide komponendid
Spordivarustus (jalgrattaraamid, golfikepid)
6. Kulude võrdlus
表格
| Hinne | Suhteline materjalikulu | Suhteline valmistamiskulu |
|---|---|---|
| TA1 | ~1× (alustase) | Madal |
| TA2 | ~1–1.2× | Madal |
| TC4 | ~3–5× | Kõrge (vajalik on raskem töötlemine, kuumtöötlus) |
Kokkuvõte - Kuidas valida
表格
| Kui vajate... | Vali |
|---|---|
| Parim vormitavus, sügavtõmbus, madalaim tugevus | TA1 |
| Tasakaalustatud tugevus, korrosioonikindlus, keevitatavus ja maksumus (üldine tööstuslik kasutamine) | TA2 |
| Kõrge tugevuse-ja-massi suhe, kosmose-/meditsiini-/kõrge{2}}koormusrakendused | TC4 |
TA1 ja TA2 on kaubanduslikult puhtad titaaniklassid, mis erinevad peamiselt tugevuse poolest (TA2 on suurema hapnikusisalduse tõttu tugevam), samas kui TC4 on kuumtöödeldud Ti-6Al-4V sulam, mis pakub vormitavuse, keevitatavuse ja hinna hinnaga kaks kuni kolm korda tugevamat tugevust.
