วัสดุ gr5 (ti -6 al -4 v)
จาก Wikipedia สารานุกรมฟรี
ti -6 al -4 v (การกำหนด R56400) บางครั้งเรียกว่า TC4, TI64, [1] หรือ ASTM เกรด 5 เป็นอัลลีทิเนียมอัลฟ่าเบต้าที่มีความแข็งแรงเฉพาะสูง มันเป็นหนึ่งในโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้กันมากที่สุดและถูกนำไปใช้ในการใช้งานที่หลากหลายซึ่งจำเป็นต้องมีความหนาแน่นต่ำและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมเช่นอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเช่นการใช้งานด้านชีวกลศาสตร์ (การปลูกถ่ายและอวัยวะเทียม)
การศึกษาโลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้ในชุดเกราะเริ่มขึ้นในปี 1950 ที่อาร์เซนอลวอเตอร์ทาวน์ซึ่งต่อมาได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพบก [2] [3]
มันเป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์มากที่สุดและยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบันโดยมีรูปแบบการใช้งานอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์จำนวนมาก [5]
การใช้โลหะผสมไทเทเนียมเพิ่มขึ้นเนื่องจากวัสดุชีวภาพเกิดขึ้นเนื่องจากโมดูลัสที่ต่ำกว่าความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เหนือกว่าและความต้านทานการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้นเมื่อเปรียบเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไปและโลหะผสมที่ใช้โคบอลต์ [6] คุณสมบัติที่น่าสนใจเหล่านี้เป็นแรงผลักดันสำหรับการเปิดตัว (CPTI) และ + (ti -6 อัล -4 v) โลหะผสมรวมถึงการพัฒนาองค์ประกอบ Ti-alloy ใหม่ล่าสุด B โลหะผสมไทเทเนียม หลังมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่เพิ่มขึ้นลดโมดูลัสยืดหยุ่นและความต้านทานต่อความเครียดที่ควบคุมความเครียดและความต้านทานต่อความเครียด [7] [7] อย่างไรก็ตามความแข็งแรงของแรงเฉือนที่ไม่ดีและการต่อต้านการสึกหรอของโลหะผสมไทเทเนียมยังคง จำกัด การใช้งานด้านชีวการแพทย์ของพวกเขา แม้ว่าความต้านทานการสึกหรอของโลหะผสม B-Ti ได้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงบางอย่างเมื่อเปรียบเทียบกับอัลลอยด์#B แต่ยูทิลิตี้ที่ดีที่สุดของโลหะผสมไทเทเนียมกระดูกและข้อเนื่องจากส่วนประกอบการสึกหรอจะต้องมีความเข้าใจพื้นฐานที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นเกี่ยวกับกลไกการสึกหรอที่เกี่ยวข้อง
เคมี
[แก้ไข]
(ใน wt. %) [8]
|
V |
อัล |
เฟ |
O |
C |
N |
H |
Y |
TI |
ส่วนที่เหลือแต่ละ |
รวมส่วนที่เหลือ |
|
|
นาที |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
สูงสุด |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
สมดุล |
.1 |
.3 |
คุณสมบัติทางกายภาพและเครื่องกล
[แก้ไข]
โครงสร้างจุลภาคที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งของ Ti -6 al -4 v อัลลอยกับเม็ดอัลฟ่าที่มี equiaxed และเฟสเบต้าที่ไม่ต่อเนื่อง
ti -6 al -4 v โลหะผสมไทเทเนียมมักมีอยู่ในอัลฟ่าพร้อมโครงสร้างผลึก HCP, (SG: P63/MMC) และเบต้ากับโครงสร้างผลึก BCC (SG: IM -3}}}}} m) เฟส ในขณะที่คุณสมบัติเชิงกลเป็นฟังก์ชั่นของสภาพการรักษาความร้อนของโลหะผสมและสามารถแตกต่างกันไปตามคุณสมบัติช่วงคุณสมบัติทั่วไปสำหรับ Ti -6 al -4 V แสดงอยู่ด้านล่าง [9] [10 ] [11] อลูมิเนียมทำให้เฟสอัลฟ่าเสถียรในขณะที่วานาเดียมทำให้เฟสเบต้ามีความเสถียร [12] [13]
|
ความหนาแน่น |
โมดูลัสของ Young |
โมดูลัสเฉือน |
โมดูลัสจำนวนมาก |
อัตราส่วนของปัวซอง |
ความเครียดผลผลิตแรงดึง |
แรงดึงความเครียดสูงสุด |
ความแข็ง |
การยืดตัวของเครื่องแบบ |
|
|
นาที |
4.429 g/cm3 (0. 160 lb/cu ใน) |
104 GPA (15.1 × 106 psi) |
40 GPA (5.8 × 106 psi) |
96.8 GPA (14. 0 × 106 psi) |
0.31 |
880 MPA (128, 000 psi) |
900 MPa (130, 000 psi) |
36 Rockwell C (ทั่วไป) |
5% |
|
สูงสุด |
4.512 g/cm3 (0. 163 lb/cu ใน) |
113 GPA (16.4 × 106 psi) |
45 GPA (6.5 × 106 psi) |
153 GPA (22.2 × 106 psi) |
0.37 |
920 MPa (133, 000 psi) |
950 MPa (138, 000 psi) |
-- |
18% |
ti -6 al -4 v มีค่าการนำความร้อนต่ำมากที่อุณหภูมิห้อง 6.7 ถึง 7.5 w/m · k, [14] [15] ซึ่งก่อให้เกิดความสามารถในการกลึงที่ค่อนข้างแย่ [15]
โลหะผสมมีความเสี่ยงต่อความเหนื่อยล้าที่อยู่อาศัยเย็น [16] [17]
การรักษาความร้อนของ ti -6 al -4 v
[แก้ไข]
ti -6 al -4 v คือความร้อนที่ได้รับการรักษาให้เปลี่ยนแปลงปริมาณและโครงสร้างจุลภาคของและเฟสในโลหะผสม โครงสร้างจุลภาคจะแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญขึ้นอยู่กับการรักษาความร้อนที่แน่นอนและวิธีการประมวลผล กระบวนการบำบัดความร้อนทั่วไปสามกระบวนการคือการหลอมโรงสีการหลอมเพล็กซ์และการรักษาและการแก้ปัญหาอายุ [18]
แอปพลิเคชัน
[แก้ไข]
โครงสร้างการบินและอวกาศ โบอิ้ง 787 คือน้ำหนักไทเทเนียม 15% โดยน้ำหนัก [19] และแอร์บัส A350 คือ 14% [20]
การปลูกถ่ายชีวการแพทย์และขาเทียม [21]
รถแข่งที่มีประสิทธิภาพสูง
จักรยานระดับสูง
การผลิตสารเติมแต่ง [22]
เคส Apple iPhone 15 Pro (Max), iPhone 16 Pro และ Pro Max Case และ Apple Watch Series 10 Titanium และ Ultra 2 Case
แอพพลิเคชั่นทางทะเล: Ti -6 al -4 V เกรด 5 ถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในแอปพลิเคชันทางทะเลเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมในสภาพแวดล้อมของน้ำทะเล [23] ti -6 al -4 V ถูกนำไปใช้ในส่วนประกอบที่สัมผัสกับบรรยากาศทางทะเลและสภาพใต้น้ำเช่นการต่อเรือการต่อเรือน้ำมันนอกชายฝั่งและแพลตฟอร์มก๊าซและอุปกรณ์ใต้ทะเล [24] [25] ความต้านทานต่อการกัดกร่อนช่วยในการลดต้นทุนการบำรุงรักษาและขยายอายุการใช้งานของอุปกรณ์ทางทะเล [26]
ข้อกำหนด
[แก้ไข]
ไม่ได้: R56400
มาตรฐาน AMS: 4928 [27]
มาตรฐาน ASTM: F1472
มาตรฐาน ASTM: B265 เกรด 5 [28]