Ti-6Al-4V (Gr5, TC4)

1. Izņēmuma īpatnējā izturība:
Tā blīvums ir tikai 4,43 g/cm³, tā stiepes izturība ir lielāka vai vienāda ar 895 MPa atkvēlinātā stāvoklī (lielāka vai vienāda ar 1100 MPa STA stāvoklī), nodrošinot ievērojamus viegluma efektus un kalpojot par pamatmateriālu kosmosa un sacīkšu lietojumos.
2. Izcila izturība pret koroziju:
3. Tā izturība pret koroziju ievērojami pārsniedz nerūsējošā tērauda izturību jūras ūdenī, hlorīdos un lielākajā daļā skābju un sārmainu vidi, tādējādi novēršot vajadzību pēc pārklājuma aizsardzības un padarot to piemērotu jūras un ķīmiskai videi.
3. Laba bioloģiskā saderība:
Tas nav -toksisks, neizraisa alerģiju un ar lieliskām osseointegrācijas īpašībām, tas ir viens no populārākajiem materiāliem visā pasaulē implantējamām medicīnas ierīcēm, kas atbilst standartam ASTM F136.
4. Lieliska veiktspēja mērenā temperatūrā:
Tas var darboties stabili ilgu laiku pie 400 grādiem vai vienāds ar to un izturēt īslaicīgu iedarbību virs 500 grādiem, vienlaikus saglabājot struktūras un īpašuma stabilitāti.
5. Izcila noguruma veiktspēja:
Augsts-cikla noguruma ierobežojums — 500–700 MPa un spēcīga izturība pret noguruma plaisu izplatīšanos padara to ideāli piemērotu dinamiskas slodzes apstākļiem.
6. Nobriedusi standarta sistēma:
Atbilst vairākiem starptautiskajiem standartiem, tostarp ASTM B348, ASTM F136 (medicīnas), ISO 5832-3, AMS 4928 un GB/T 2965, ko atbalsta nobriedusi globāla piegādes ķēde.

Ti-6Al-4V termisko apstrādi galvenokārt izmanto, lai pielāgotu atbilstību starp stiprību un elastību, izmantojot šādas kopīgās specifikācijas:
1. Atlaidināšana (optimālai elastībai un izmēru stabilitātei, visbiežāk izmantotais nosacījums):
Parasta atkausēšana:
Uzkarsē līdz 700-800 grādiem, turiet 1-2 stundas, pēc tam atdzesējiet ar gaisu. Tā rezultātā tiek iegūta vienāda + mikrostruktūra ar labām vispārējām īpašībām.
Dubultā atkausēšana:
Pirmais posms 850-950 grādi, gaisa dzesēšana; otrais posms 700-750 grādos, gaisa dzesēšana. Izmanto, lai uzlabotu izturību pret nogurumu un izturību pret lūzumiem.
2. Šķīduma apstrāde un novecošana (STA, lai sasniegtu maksimālo spēku):
Risinājuma ārstēšana:
Uzkarsē līdz 925-955 grādiem, turiet 0,5-1 stundu, pēc tam dzesējiet ar ūdeni vai eļļu (lai iegūtu metastabilu fāzi).
Novecošanās ārstēšana:
Uzkarsē līdz 480-595 grādiem, turiet 4-8 stundas, pēc tam atdzesējiet ar gaisu. Smalkās fāzes nogulsnes, ievērojami palielinot stiprību (stiepes izturība Lielāka vai vienāda ar 1100 MPa).
Piezīme. Termiskā apstrāde jāveic vakuuma vai inertas gāzes aizsardzībā, lai izvairītos no virsmas oksidēšanās un piesārņojuma (“trausluma slānis”). Dzēšanas ātrumam jābūt pietiekami lielam, lai saglabātu fāzi, bet plānās daļās var izmantot gaisa dzesēšanu.

Ilgstoša-nepārtraukta darba temperatūra (galvenokārt pamatojoties uz stiprību un oksidācijas pretestību):
Ieteicams būt mazāks par vai vienāds ar 400 grādiem. Šajā temperatūrā mikrostruktūra paliek stabila, šļūdes ātrums ir kontrolējams un veiktspējas pasliktināšanās ir pieņemama.
Īslaicīgas{0}}ekspozīcijas temperatūra:
Var sasniegt pat 500-550 grādus (piem., īslaicīga gaisa kuģu dzinēju pārkaršana), bet stiprība un oksidācijas pretestība ievērojami samazināsies.
Maksimālā projektētā temperatūra{0}}spiedienu nesošām konstrukcijas sastāvdaļām:
Parasti tiek uzskatīts par 350-400 grādiem, un šļūdes un ilgtermiņa stiprības aprēķini ir jāveic, pamatojoties uz konkrētiem sprieguma līmeņiem.
Zemas{0}}temperatūras īpašības:
Ti-6Al-4V uzrāda paaugstinātu izturību un pieņemamu elastību zemā temperatūrā (līdz -196 grādiem), taču tas nav tik labs kā gandrīz sakausējumi, piemēram, TA7. Parasti tā nav pirmā izvēle dziļās kriogēnās inženierijas lietojumos.

A

Atlases ieteikumi: ja jums ir nepieciešama visaugstākā izturības{0}}līdz-svara attiecība, mērena temperatūras izturība un laba vispārējā veiktspēja, izvēlieties Ti-6Al-4V (5. klase).
Ja par prioritāti piešķirat maksimālu izturību pret koroziju, formējamību un izmaksu kontroli un jums ir zemākas izturības prasības, tīrs titāns (2. pakāpe) ir ekonomiskāka izvēle.

Ti-6Al-4V ir labas metināšanas īpašības, taču ir stingri jāievēro titāna sakausējuma metināšanas procesa specifikācijas:

1. Ieteicamās metināšanas metodes: TIG (volframa inertās gāzes metināšana), MIG (metāla inertās gāzes metināšana), plazmas metināšana, elektronu staru metināšana, lāzera metināšana un berzes metināšana.
2. Pirms-sagatavošanās metināšanai: metināšanas vieta ir rūpīgi jāiztīra, lai noņemtu eļļu, katlakmens un mitrumu. Ieteicama mehāniskā tīrīšana vai ķīmiskā tīrīšana (marinēšana).
3. Aizsarggāze: metināšanai un aizmugures aizsardzībai jāizmanto augstas-tīrības argona gāze (99,99%), lai novērstu oksidēšanos augstā temperatūrā un ūdeņraža, skābekļa un slāpekļa piesārņojumu. Kritiskiem lietojumiem var izmantot argona gāzes aizmugurējo vairogu.
4. Pēc-metināšanas termiskā apstrāde: lai novērstu atlikušos spriegumus un atjaunotu metināšanas elastību, ir ieteicama pēc-metināšanas spriedzes-atlaidināšana (aptuveni 500-650 grādi, gaisa-dzesēta). Termiskā apstrāde pēc metināšanas ir īpaši svarīga biezām sekcijām vai ļoti ierobežotām konstrukcijām.
5. Metāla pildviela: lai nodrošinātu metinājuma sastāva un veiktspējas atbilstību, ieteicams izmantot Ti-6Al-4V uzpildes stiepli no tā paša materiāla (piemēram, AWS A5.16 ERTi-5).
6. Galvenie kontroles punkti: Stingra siltuma padeves (lineārās enerģijas) kontrole ir nepieciešama, lai izvairītos no pārmērīgas siltuma ievades, kas izraisa metinājuma mikrostruktūras rupjību un samazinātu elastību.

Piemērojams alternatīviem scenārijiem (Ti-6Al-4V kā vispārējas nozīmes titāna sakausējums ir etalona izvēle lielākajai daļai lietojumu):
Ja ir jāsabalansē izturība, izturība pret koroziju, apstrādājamība un izmaksas, ieteicamā izvēle ir Ti-6Al-4V, kas spēj aizstāt lielāko daļu rūpnieciskā tīra titāna un mazleģēta titāna materiālu.
Ne-ārkārtīgi augstas-temperatūras apstākļos (mazāk par vai vienāds ar 400 grādiem) ar to var aizstāt tuvus - sakausējumus, piemēram, TA7, taču tā metināšanas veiktspēja un zemās -temperatūras īpašības ir zemākas nekā TA7.
Ne-ārkārtīgi augstas-izturības prasībām (mazāka par vai vienāda ar 1200 MPa), ar to var aizstāt augstākas-stiprības -titāna sakausējumus (piemēram, Ti-10V-2Fe-3Al) ar zemākām izmaksām un labāku apstrādājamību.

Scenāriji, kad aizstāšana nav piemērota (jāizvēlas citi zīmoli):
For long-term service at extreme high temperatures (>450 grādi): jāizvēlas augstas temperatūras titāna sakausējumi (piemēram, Ti-6242S, IMI 834).
Īpaši zemām temperatūrām (< -100°C) with very high plasticity requirements: TA7 is preferable.
Biomedicīnas lietojumiem, kam nepieciešams ārkārtīgi zems elastības modulis: var apsvērt beta titāna sakausējumus (piemēram, Ti-12Mo-6Zr-2Fe, TMZF).
For ultra-high strength requirements (>1300 MPa): ir nepieciešami beta vai metastabili beta titāna sakausējumi (piemēram, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn).

Materiāla izvēles ieteikumi: Lūdzu, sniedziet detalizētus darbības nosacījumus (temperatūras diapazons, slodzes veids, vidēja vide, metināšanas prasības, kalpošanas laiks) konkrēta materiāla izvēlei. Mēs varam palīdzēt ar tehnisko un ekonomisko salīdzinošo analīzi, lai palīdzētu jums izdarīt optimālu izvēli starp Ti-6Al-4V un citām titāna sakausējuma kategorijām.