GR5 titaanlatt (Ti-6Al-4V) – toote tutvustus
Ülevaade
GR5 titaanvarras(5. klass, hiina tähistusTC4) on baari-kujuline toode, mis on valmistatud Ti-6Al-4V sulamist -, mis on maailmas enimkasutatavast titaanisulamist, mis moodustab üle 50% titaani kogutarbimisest. See ühendab endas suure tugevuse, väikese tiheduse, suurepärase korrosioonikindluse ja hea valmistatavuse, muutes selle standardmaterjaliks lennunduses, meditsiinis, merenduses ja suure jõudlusega tööstuslikes rakendustes. GR5 vardaid tarnitakse tavaliselt kuumvaltsitud, sepistatud või külmtõmmatud/jahvatatud toodetena läbimõõduga alates3 mm kuni 300+ mm, pikkustes kuni 6 meetrit või vastavalt vajadusele.
1. Keemiline koostis (ASTM B348 / ASTM F136 järgi)
表格
| Element | Sisu (massi%) | Funktsioon |
|---|---|---|
| Titaan (Ti) | Saldo (~90%) | Mitteväärismetallist |
| Alumiinium (Al) | 5.5 – 6.75% | -stabilisaator; tugevdab ja parandab jõudlust kõrgel-temperatuuril |
| Vanaadium (V) | 3.5 – 4.5% | -stabilisaator; parandab tugevust, elastsust ja karastatavust |
| raud (Fe) | 0,40% või vähem | Lisandite piirmäär |
| Hapnik (O) | 0,20% või vähem | Vahereklaamide tugevdamine (kontrollitud) |
| Süsinik (C) | 0,08% või vähem | Lisandite piirmäär |
| Lämmastik (N) | 0,05% või vähem | Lisandite piirmäär |
| Vesinik (H) | 0,015% või vähem | Lisandite piirmäär (kriitiline - hapruse oht) |
| Ütrium (Y) | 0,005% või vähem | Jääkpiir |
2. Mehaanilised omadused (ASTM B348, lõõmutatud seisund)
表格
| Kinnisvara | Väärtus |
|---|---|
| Tõmbetugevus | Suurem või võrdne 895 MPa(tavaliselt 950–1100 MPa) |
| Tootmisjõud | Suurem või võrdne 825 MPa(tavaliselt 850–1000 MPa) |
| Pikendamine | 10% või suurem (tavaliselt 14–18%) |
| Pindala vähendamine | 25% või suurem |
| Kõvadus | ~320–360 HB (≈ 34–38 HRC) |
| Tihedus | 4,43 g/cm³(umbes 56% terasest) |
| Elastsusmoodul | ~114 GPa |
| Sulamisvahemik | ~1600–1670 kraadi |
| Kasutustemperatuur | -250 kraadi kuni ~ 400 kraadi(pikaajaline-) |
Pärastlahusega töötlemine + vanandamine (STA), võib tugevus ulatuda 1100–1300 MPa-ni -, mis on ~20–30% suurem kui lõõmutatud olekus.
3. Füüsilised omadused
表格
| Kinnisvara | Väärtus | Märkmed |
|---|---|---|
| Tugevuse{0}}ja-kaalu suhe | Erakordne | Kõrgem kui enamikul terastel ja alumiiniumisulamitel |
| Soojusjuhtivus | 6.7 W/(m·K) | Madal - töötlemissoojus kontsentreerub tööriistale |
| Soojuspaisumine | 8.6 × 10⁻⁶/K | Madal - hea mõõtmete stabiilsus |
| Erisoojus | ~560 J/(kg·K) | |
| Biosobivus | Suurepärane | Mitte-toksiline, inimkudedele täielikult vastuvõetav |
| Korrosioonikindlus | Silmapaistev TiO₂ passiivkile | Merevesi, kloriidid, oksüdeerivad happed, kehavedelikud |
| Magnetilised omadused | Mitte-magnetiline | Sobib MRI{0}}ühilduvate seadmetega |
4. Metallurgilised omadused
+ kahe-faasiline struktuur: Alumiinium stabiliseerib kuusnurkset faasi; vanaadium stabiliseerib keha-keskse kuupfaasi (-transuse temperatuur ≈ 980–1000 kraadi).
Kuum{0}}töödeldud: Faas lubablahendus + vananemisravitugevuse oluliseks kasvuks - peamine eelis kaubanduslikult puhta titaani ees.
Mikrostruktuuri juhtimine: Töötlemine + väljas annab peened dupleksstruktuure (ekviaksiline + transformeeritud), millel on parim tasakaal tugevuse, plastilisuse ja väsimuskindluse vahel.
Tundlikkus: Vesiniku kogumist tuleb rangelt kontrollida (keevitus, peitsimine, töötlemise jahutusvedelik); -faasi sisu suureneb kõrgendatud temperatuuridel - tuleb hallata kuuma tööakent.
5. Tootmisprotsess
Sulamine- Käsna titaan + Al-V põhisulami kolmekordne vaakumkaare ümbersulatamine (VAR) homogeensuse tagamiseks
Sepistamine/lagundamine- Valuplokk sepistatud toorikuteks väljal või +
Kuumvaltsimine / sepistamine latiks- Valtsitud või sepistatud lõpliku või peaaegu lõpliku-läbimõõduni (tavaliselt 700–950 kraadi)
Lõõmutamine- Veski lõõmutamine 700–850 kraadi juures elastsuse taastamiseks
Külmtõmbamine / tsentriteta lihvimine(valikuline) - Täpse läbimõõdu ja pinnaviimistluse jaoks
Sirgendamine- Pöörd- või pressi sirgendamine
Pinnatöötlus- Töötlemine/treimine, poleerimine või liivapritsiga töötlemine
Ülevaatus ja testimine- UT vigade tuvastamine, mõõtmete kontrollimine, tõmbekatse, PMI, värvaine läbitungiv - täielik MTC (EN 10204 3.1/3.2)
6. Toote vormid ja tolerantsid
表格
| Vorm | Kirjeldus | Tüüpiline tolerantsus |
|---|---|---|
| Kuum{0}}valtsitud riba | Rullpind-, must/oksüdeeritud | h11/h12 |
| Sepistatud latt | Parem sisemine kvaliteet, suurem läbimõõt | Kokkuleppe järgi |
| Külm{0}}tõmmatud / maandatud riba | Hele pind, täpsed mõõdud | h8/h9/h10 |
| Kooritud/pööratud latt | Töödeldud pind, eemaldatud dekarbureeritud/ -ümbrise kiht | h9/h11 |
| Keskmiseta-maariba | Peegel- või täppisviimistlus töötlemiseks | h7/h8 |
Võimalikud pinnatingimused:must (-valtsitud), marineeritud, liivapritsiga töödeldud, treitud/lihvitud, poleeritud.
7. Peamised rakendusvaldkonnad
Lennundus (suurim turg)
Lennuki konstruktsioonikomponendid: raamid, kronsteinid, kinnitusdetailid
Mootori osad: kompressori labad, kettad, võllid
Teliku ja täiturmehhanismi komponendid
Helikopteri rootori rummud
Meditsiiniline
Kirurgilised implantaadid: luukruvid, plaadid, intramedullaarsed naelad, seljaaju fikseerimise seadmed
Hambaimplantaatide kinnitused ja tugipostid
Kirurgilised instrumendid ja tööriistade toorikud
(Märkus: püsiimplantaatide puhul ELI versioon -Hinne 23 / Ti-6Al-4V ELIMadalamate vahereklaamidega - määratakse sageli ASTM F136 järgi)
Mere- ja avamere
Propelleri võllid, veealused kinnitused, liitmikud
Mereveepumba komponendid, klapivarred
Süvamere{0}}varustuse konstruktsiooniosad
Tööstus ja energeetika
Keemiatehase šahtid, segistid, pumbakomponendid
Kõrgsurveanuma komponendid-
Autode võidusõiduosad (ühendusvardad, ventiilid)
Spordivarustus: jalgrattaraamid, golfikepipead, tennisereketid
8. Võrdlus: GR5 vs puhas titaanvardad
表格
| Üksus | GR2 (TA2) baar | GR5 (TC4) varras |
|---|---|---|
| Tüüp | Kaubanduslikult puhas | + sulam |
| Tõmbetugevus | ~450–550 MPa | ~950–1100 MPa |
| Tootmisjõud | ~350 MPa | ~850 MPa |
| Plastilisus | Kõrgem (ε Suurem või võrdne 25%) | Mõõdukas (ε suurem või võrdne 10–14%) |
| Korrosioonikindlus | Suurepärane | Suurepärane (peaaegu-võrdne) |
| Kuumtöötlus | Ainult lõõmutamine | Saadaval lahendus + vanandamine |
| Maksumus | Madalam | ~2–3× kõrgem |
| Parim jaoks | Keemiaseadmed, vormitud osad | Lennundus-, meditsiini- ja suure{0}}koormusega osad |
9. Asjakohased standardid
表格
| Standardne | Ulatus |
|---|---|
| ASTM B348 | Vardad ja kangid - on peamine tootestandard |
| ASTM F67 / F136 | Kirurgiliste implantaatide klassid (F136 Ti-6Al-4V ELI jaoks) |
| AMS 4928 | Lennundusvarda, sepistamise ja rõnga spetsifikatsioonid |
| ASME SB348 | Surveanuma koodi versioon |
| GB/T 2965 | Hiina standard titaani ja titaanisulami varraste jaoks |
| DIN 3.7165 / EN 3.7164 |
Euroopa tähistused
|
