Σύνθεση και βασικές ιδιότητες
Το τιτάνιο 5, κοινώς γνωστό ως Ti-6Al-4V, είναι ένα άλφα-βήτα κράμα τιτανίου που περιέχει ονομαστικά 6% αλουμίνιο και 4% βανάδιο. Ονομάζεται κράμα τιτανίου, επειδή αντιπροσωπεύει την πλειοψηφία του τιτανίου που χρησιμοποιείται παγκοσμίως, συνδυάζοντας υψηλή ειδική αντοχή, μικρό βάρος, καλή μορφοποίηση και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση.
| Παράμετρος | Τυπική τιμή (Βαθμός 5) |
|---|---|
| Αλουμίνιο (Al) | 5.5-6.75% |
| Βανάδιο (V) | 3.5-4.5% |
| Σίδηρος (Fe), μέγ | 0.40% |
| Οξυγόνο (Ο), μέγ | 0.20% |
| Τιτάνιο (Ti) | Ισορροπία |
| Πυκνότητα | Περίπου 4,43 g/cm³ |
| Αντοχή σε εφελκυσμό (τυπική ελάχιστη) | Περίπου 895 MPa (AMS 4928) |
| Ισχύς διαρροής (συνήθης ελάχιστη) | Περίπου 828 MPa (AMS 4928) |
Μορφές προϊόντων και ισχύοντα πρότυπα
Το Ti-6Al-4V Grade 5 παρέχεται σε μια σειρά μορφών μύλου, καθεμία από τις οποίες καλύπτεται από συγκεκριμένες προδιαγραφές. Οι παρακάτω λίστες αντικατοπτρίζουν τα κοινά αναφερόμενα πρότυπα για κάθε έντυπο.
| Φόρμα προϊόντος | Ισχύουσες Προδιαγραφές |
|---|---|
| Στρογγυλή ράβδος | AMS 2631, AMS 4928, AMS 4965, AMS 6930, AMS 6931, AMS-Τ-9047; ASTM B348; ASME SB-381 |
| Ορθογώνια ράβδος | AMS 4928, AMS 4965, AMS 6930, AMS 6931, AMS-Τ-9047; ASTM B348 |
| Πλάκα | AMS 2631, AMS 4911, AMS-Τ-9046; ASTM B265 Gr 5; EL 10204 3.1 |
| Φραγμός | AMS 4928, AMS 6931, AMS-STD-9047; ASTM B348 |
Για εφαρμογές ιατρικών εμφυτευμάτων, πρόσθετες προδιαγραφές όπως το ASTM F1472 ισχύουν για σφυρήλατο Ti-6Al-4V.
Γιατί ο βαθμός 5 κυριαρχεί στις εφαρμογές τιτανίου
Ο συνδυασμός περίπου 45% χαμηλότερης πυκνότητας από τον χάλυβα με αντοχή συγκρίσιμη με πολλούς χάλυβες κάνει το Ti-6Al-4V ελκυστικό οπουδήποτε έχει σημασία η εξοικονόμηση βάρους. Η αντοχή του στη διάβρωση στο θαλασσινό νερό και τις βιομηχανικές ατμόσφαιρες, σε συνδυασμό με την καλή απόδοση κόπωσης και την ικανότητα σφυρηλάτησης, έλασης, μηχανικής επεξεργασίας και συγκόλλησης σε παράθυρα ελεγχόμενης διεργασίας, εξηγούν την κυριαρχία του σε απαιτητικές αγορές.
Τομείς Εφαρμογών
Αεροδιαστημική - δομές, συνδετήρες, εξαρτήματα κινητήρα και εξαρτήματα του συστήματος προσγείωσης.
Ιατρικά - χειρουργικά εμφυτεύματα και όργανα, που συχνά καθορίζονται στο ASTM F1472 για εμφυτεύσιμο υλικό.
Θαλάσσιες - άξονες, συνδετήρες και εξοπλισμός που εκτίθενται στο θαλασσινό νερό.
Βιομηχανικός εξοπλισμός χημικής επεξεργασίας -, εναλλάκτες θερμότητας και εξαρτήματα παραγωγής ενέργειας.
Συνδετήρες υψηλής απόδοσης -, αγωνιστικά εξαρτήματα και αθλητικός εξοπλισμός καταναλωτικών και αυτοκινήτων.
Προδιαγραφές και ζητήματα προμήθειας
Όταν αγοράζουν Ti-6Al-4V Grade 5, οι αγοραστές θα πρέπει να επαληθεύσουν τη φόρμα του προϊόντος και τις ισχύουσες προδιαγραφές, να ζητήσουν πιστοποιητικό δοκιμής μύλου (για παράδειγμα EN 10204 3.1) και να ελέγξουν ότι η χημεία, οι μηχανικές ιδιότητες και, κατά περίπτωση, η επιθεώρηση υπερήχων (AMS 2631) συμμορφώνονται με το παραγγελθέν πρότυπο. Επιβεβαιώστε την κατάσταση της επιφάνειας και τις διαστάσεις σε σχέση με το όριο σχεδίασης ή κατεργασίας πριν από την επεξεργασία.
Συχνές Ερωτήσεις
Ε1: Τι είναι το Titanium 6Al-4V βαθμού 5;
Είναι το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κράμα τιτανίου, που περιέχει περίπου 6% αλουμίνιο και 4% βανάδιο, με ισορροπία τιτανίου.
Ε2: Ποιες είναι οι τυπικές μηχανικές ιδιότητες του Ti-6Al-4V;
Οι τυπικές ελάχιστες αντοχές εφελκυσμού και διαρροής είναι περίπου 895 MPa και 828 MPa αντίστοιχα, με πυκνότητα περίπου 4,43 g/cm³.
Ε3: Ποιες προδιαγραφές καλύπτουν τη στρογγυλή ράβδο Ti-6Al-4V;
Η στρογγυλή ράβδος καθορίζεται συνήθως στα AMS 2631, AMS 4928, AMS 4965, AMS 6930, AMS 6931 ή AMS-T-9047, ASTM B348 και ASME SB-381.
Ε4: Ποιο πρότυπο ισχύει για την πλάκα Ti-6Al-4V;
Η πλάκα καθορίζεται συνήθως σε AMS 2631, AMS 4911, AMS-T-9046, ASTM B265 Grade 5 και EN 10204 3.1.
Ε5: Γιατί χρησιμοποιείται το Ti-6Al-4V σε ιατρικά εμφυτεύματα;
Επειδή συνδυάζει υψηλή αντοχή, αντοχή στη διάβρωση, βιοσυμβατότητα και χαμηλότερο συντελεστή ελαστικότητας από τον ανοξείδωτο χάλυβα, μειώνοντας την θωράκιση από την καταπόνηση.
Ε6: Είναι συγκολλήσιμο το Ti-6Al-4V;
Μπορεί να συγκολληθεί υπό ελεγχόμενες συνθήκες (καθαρό περιβάλλον, θωράκιση αδρανούς αερίου, κατάλληλο πληρωτικό), αλλά η συγκόλληση πρέπει να ακολουθείται από κατάλληλη θερμική επεξεργασία για την αποκατάσταση των ιδιοτήτων.