GR5 Titanium Bar (Ti-6Al-4V) – Tuotteen esittely
Yleiskatsaus
GR5 titaanitanko(luokka 5, kiinalainen nimitysTC4) on tanko-muototuote, joka on valmistettu Ti-6Al-4V-seoksesta -, joka on maailman laajimmin käytetystä titaaniseoksesta, ja sen osuus titaanin kokonaiskulutuksesta on yli 50 %. Siinä yhdistyvät suuri lujuus, alhainen tiheys, erinomainen korroosionkestävyys ja hyvä valmistettavuus, mikä tekee siitä vakiomateriaalin ilmailu-, lääketieteellinen-, merenkulku- ja korkean suorituskyvyn teollisissa sovelluksissa. GR5-tangot toimitetaan tyypillisesti kuumavalssattuina, taottuna tai kylmävedetynä/jauhettuina tuotteina, joiden halkaisija on alkaen3 mm - 300+ mm, pituus enintään 6 metriä tai tarpeen mukaan.
1. Kemiallinen koostumus (ASTM B348 / ASTM F136 mukaan)
表格
| Elementti | Sisältö (paino-%) | Toiminto |
|---|---|---|
| Titaani (Ti) | Saldo (~90 %) | Epäjaloa metallia |
| Alumiini (Al) | 5.5 – 6.75% | -vakain; vahvistaa ja parantaa suorituskykyä korkeassa-lämpötiloissa |
| Vanadiini (V) | 3.5 – 4.5% | -vakain; parantaa lujuutta, sitkeyttä ja kovettuvuutta |
| rauta (Fe) | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,40 % | Epäpuhtausraja |
| Happi (O) | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,20 % | Välimainosten vahvistaminen (hallittu) |
| Hiili (C) | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,08 % | Epäpuhtausraja |
| Typpi (N) | Vähemmän tai yhtä suuri kuin 0,05 % | Epäpuhtausraja |
| Vety (H) | Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,015 % | Epäpuhtausraja (kriittinen - haurastumisriski) |
| yttrium (Y) | Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,005 % | Jäännösraja |
2. Mekaaniset ominaisuudet (ASTM B348, hehkutettu kunto)
表格
| Omaisuus | Arvo |
|---|---|
| Vetolujuus | Suurempi tai yhtä suuri kuin 895 MPa(tyypillisesti 950–1 100 MPa) |
| Sadonvoimakkuus | Suurempi tai yhtä suuri kuin 825 MPa(yleensä 850–1 000 MPa) |
| Pidentymä | Suurempi tai yhtä suuri kuin 10 % (tyypillisesti 14–18 %) |
| Pinta-alan pienentäminen | suurempi tai yhtä suuri kuin 25 % |
| Kovuus | ~320–360 HB (≈ 34–38 HRC) |
| Tiheys | 4,43 g/cm³(noin 56 % terästä) |
| Elastinen moduuli | ~114 GPa |
| Sulamisalue | ~1600–1670 astetta |
| Palvelulämpötila | -250 - ~400 astetta(pitkäaikainen-) |
Jälkeenliuoskäsittely + vanhentaminen (STA), lujuus voi nousta 1 100–1 300 MPa:iin -, mikä on ~ 20–30 % lisäys hehkutettuun tilaan.
3. Fyysiset ominaisuudet
表格
| Omaisuus | Arvo | Huomautuksia |
|---|---|---|
| Voiman{0}}/-painosuhde | Poikkeuksellinen | Korkeampi kuin useimmat teräkset ja alumiiniseokset |
| Lämmönjohtavuus | 6.7 W/(m·K) | Matala - koneistuslämpö keskittyy työkaluun |
| Lämpölaajeneminen | 8.6 × 10⁻⁶/K | Matala - hyvä mittavakaus |
| Ominaislämpö | ~560 J/(kg·K) | |
| Biologinen yhteensopivuus | Erinomainen | -Myrkytön, ihmiskudos hyväksyy täysin |
| Korroosionkestävyys | Erinomainen TiO₂ passiivinen kalvo | Merivesi, kloridit, hapettavat hapot, kehon nesteet |
| Magneettiset ominaisuudet | Ei--magneettinen | Soveltuu MRI{0}}yhteensopiville laitteille |
4. Metallurgiset ominaisuudet
+ kaksi-vaiheinen rakenne: Alumiini stabiloi kuusikulmainen faasi; vanadiini stabiloi kehon -keskittyneen kuutiofaasin (-transuslämpötila ≈ 980–1 000 astetta).
Lämpö{0}}käsiteltävissä: Vaihe ottaa käyttöönratkaisu + ikääntymishoitomerkittävien lujuudenlisäysten ansiosta - keskeinen etu kaupallisesti puhtaaseen titaaniin verrattuna.
Mikrorakenteen ohjaus: Prosessointi +-kentässä tuottaa hienoja kaksisuuntaisia (equiaxed + transformed) rakenteita, joissa on paras tasapaino lujuuden, sitkeyden ja väsymiskestävyyden välillä.
Herkkyys: Vedyn ottoa on valvottava tarkasti (hitsaus, peittaus, koneistuksen jäähdytysneste); -vaiheen sisältö kasvaa korkeissa lämpötiloissa - kuumatyöskentelyikkunaa on hallittava.
5. Valmistusprosessi
Sulaminen- Kolminkertainen tyhjiökaarisulatus (VAR) sieni-titaanista + Al-V-pääseoksesta homogeenisuuden takaamiseksi
Takominen/hajotus- Aihioiksi taottu harkko kentässä tai +
Kuumavalssaus / taonta tankoksi- Valssattu tai taottu lopulliseen tai lähes -lopulliseen halkaisijaan (yleensä 700–950 astetta)
Hehkutus- Millhehkutus 700–850 asteessa sitkeyden palauttamiseksi
Kylmäveto/keskitön hionta(valinnainen) - Tarkkaa halkaisijaa ja pintakäsittelyä varten
Suoristus- Pyörivä tai paina-oikaisu
Pintakäsittely- Työstö/sorvaus, kiillotus tai hiekkapuhallus
Tarkastus & testaus- UT-virheiden havaitseminen, mittatarkistukset, vetolujuustesti, PMI, väriaineen tunkeutumisaine - täysi MTC (FI 10204 3.1/3.2) mukana
6. Tuotemuodot ja toleranssit
表格
| Lomake | Kuvaus | Tyypillinen toleranssi |
|---|---|---|
| Kuuma{0}}valssattu tanko | Valssattu-pinta, musta/hapetettu | h11/h12 |
| Taottu tanko | Parempi sisäinen laatu, suuremmat halkaisijat | Sopimuksen mukaan |
| Kylmäveto-/hiotettu tanko | Vaalea pinta, tarkat mitat | h8/h9/h10 |
| Kuorittu/sorvattu tanko | Koneistettu pinta, poistettu hiilenpoisto/ -kotelokerros | h9/h11 |
| Keskitön{0}}maapalkki | Peili- tai tarkkuusviimeistely koneistukseen | h7/h8 |
Pintaolosuhteet saatavilla:musta (-valssattu), peitattu, hiekkapuhallettu, sorvattu/hiottu, kiillotettu.
7. Tärkeimmät sovellusalueet
Ilmailu (suurimmat markkinat)
Lentokoneen rakenneosat: rungot, kannattimet, kiinnikkeet
Moottorin osat: kompressorin lavat, levyt, akselit
Laskutelineet ja toimilaitteet
Helikopterin roottorin navat
Lääketieteellinen
Kirurgiset implantit: luuruuvit, levyt, intramedullaariset naulat, selkärangan kiinnityslaitteet
Hammasimplanttikiinnikkeet ja abutmentit
Kirurgiset instrumentit ja työkaluaihiot
(Huomaa: pysyville implanteille ELI-versio -Luokka 23 / Ti-6Al-4V ELIASTM F136:n mukaan määritetään usein -, jossa on pienempiä välimainoksia)
Marine & Offshore
Potkuriakselit, vedenalaiset kiinnikkeet, kytkimet
Merivesipumpun komponentit, venttiilivarret
Syvänmeren{0}}laitteiden rakenneosat
Teollisuus & Energia
Kemiallisten laitosten akselit, sekoittimet, pumppujen komponentit
Korkeapainesäiliön osat-
Autojen kilpa-osat (kiertokanget, venttiilit)
Urheiluvälineet: polkupyörien rungot, golfmailojen päät, tennismailat
8. Vertailu: GR5 vs. Pure Titanium Bars
表格
| Tuote | GR2 (TA2) tanko | GR5 (TC4) tanko |
|---|---|---|
| Tyyppi | Kaupallisesti puhdas | + seos |
| Vetolujuus | ~450-550 MPa | ~950–1100 MPa |
| Sadonvoimakkuus | ~350 MPa | ~850 MPa |
| Taipuisuus | Korkeampi (ε suurempi tai yhtä suuri kuin 25 %) | Kohtalainen (ε suurempi tai yhtä suuri kuin 10–14 %) |
| Korroosionkestävyys | Erinomainen | Erinomainen (lähes{0}}saa) |
| Lämpökäsittely | Vain hehkutus | Ratkaisu + vanheneminen saatavilla |
| Maksaa | Alentaa | ~2-3× korkeampi |
| Paras | Kemialliset laitteet, muotoillut osat | Ilmailu-, lääkintä- ja suuren{0}}kuormituksen osat |
9. Asiaankuuluvat standardit
表格
| Vakio | Laajuus |
|---|---|
| ASTM B348 | Tangot ja aihiot - ensisijainen tuotestandardi |
| ASTM F67 / F136 | Kirurgiset implantit (F136 Ti-6Al-4V ELI:lle) |
| AMS 4928 | Ilmailutangon, taonta- ja rengaserittely |
| ASME SB348 | Paineastian koodiversio |
| GB/T 2965 | Kiinalainen standardi titaanille ja titaaniseokselle |
| DIN 3.7165 / EN 3.7164 |
eurooppalaiset nimitykset
|
