Ti-6al-4v nasıl yapılır-bilgi

1. Ti-6al-4V nasıl yapılır?

% 90 titanyum,% 6 alüminyum ve% 4 vanadyumdan oluşan bir titanyum alaşımı olan Ti-6Al-4V, bileşimi ve mikroyapısı üzerinde kesin kontrol sağlayan çok aşamalı bir işlemle üretilir. İşte ayrıntılı bir arıza:

Cevher çıkarma: Titanyum öncelikle ilmenit (fetio₃) ve rutil (tio₂) gibi cevherlerden elde edilir. Bu cevherler çıkarılır ve daha sonra safsızlıkları gidermek için işlenir.

Titanyum Sünger Üretimi: Cevher klorlama yoluyla titanyum tetraklorüre (ticl₄) dönüştürülür. Ticl₄ daha sonra gözenekli "titanyum süngeri" üretmek için inert bir atmosferde (argon) magnezyum (kroll işlemi) veya sodyum (avcı işlemi) kullanılarak azaltılır.

Alaşım: Titanyum sünger, bir vakum arkı (VAR) fırında veya elektron ışını erime (EBM) fırında hassas oranlarda (% 6 AL, ağırlıkça% 4 V) alüminyum ve vanadyum ile birleştirilir. Bu erime aşaması, alaşım elemanlarının eşit dağılımını sağlar ve malzemeyi zayıflatabilecek gazları (örn. Oksijen, azot) giderir.

İşleme: Katılaşmış alaşım ingot, istenen formlara (tabakalar, çubuklar, tüpler) şekillendirmek ve tane yapısını geliştirerek mekanik özellikleri arttırmak için yüksek sıcaklıklarda (tipik olarak 800-1000 derece) sıcak işlenmiş (dövme, haddelenmiş veya ekstrüde).

Isıl işlem: Alaşımın mikro yapısını kontrol ederek (örneğin, bir karışım ve fazların bir karışımı oluşturarak) güç, süneklik ve yorgunluk direncini optimize etmek için son ısı işlemleri (örneğin, 700-900 derecesinde tavlama) uygulanır.

2. Ti-6al-4V ne kadar güçlü?

Ti-6Al-4V, olağanüstü mukavemet / ağırlık oranı ile ünlüdür, bu da yüksek performanslı uygulamalarda bir zımba haline getirir. Mekanik özellikleri, işlemeye göre biraz değişir (örneğin, tavlanmış ve çözelti ile tedavi edilen ve yaşlı), ancak tipik değerler şunları içerir:

Gerilme mukavemeti: 860 - tavlanmış durumda 930 MPa (125.000-135.000 psi). Bu, ısıl işlem (örneğin, -avanıklık) ile ~ 1100 MPa'ya (160.000 psi) yükselebilir.

Verim gücü: Tavladığında 800-850 MPa (116.000–123.000 psi), ısı işlemlerini güçlendirdikten sonra ~ 1000 MPa'ya (145.000 psi) yükseldiğinde.

Uzama (süneklik): Tavlanmış durumda% 10-15, yük altında kırılmadan deforme olmasını sağlar.

Yorgunluk gücü: Uzun süreli döngüsel yükleme için yaklaşık 400-500 MPa (58.000-72.000 psi), havacılık ve tıbbi implantlar için kritik.

Bunu bağlama koymak için: Ti-6al-4V, yaklaşık% 40 daha hafifken birçok çelikten (örneğin bazı karbon çeliklerden) daha güçlüdür. Yüksek sıcaklıklarda (~ 400 dereceye kadar) gücü korur ve korozyona direnerek faydasını daha da artırır.

3. Ti-6al-4V pahalı mı?

Evet, TI-6Al-4V, çeşitli faktörler nedeniyle çelik veya alüminyum gibi yaygın metallere kıyasla nispeten pahalıdır:

Karmaşık üretim: Titanyumu cevherden çıkarmak ve saf bir süngere rafine etmek enerji yoğun ve maliyetlidir. Örneğin Kroll süreci yavaştır ve yüksek sıcaklıklar ve inert atmosferler gerektirir.

Alaşım ve İşleme: Yüksek saflıkta alüminyum ve vanadyum (her ikisi de pahalı metaller) ve özel erime/çalışma adımları (örn. Vakum işleme) üretim maliyetlerini artırır.

Ölçeklenebilirlik: Titanyum üretimi çelik veya alüminyumdan daha az ölçeklenebilir, arzı sınırlar ve fiyatları yüksek tutar.

Masrafına rağmen, güç, hafiflik ve korozyon direncinin eşsiz kombinasyonu, havacılık (uçak çerçeveleri, motor bileşenleri), tıbbi implantlar (eklem değiştirmeler) ve yüksek performanslı spor ekipmanları gibi kritik uygulamalarda kullanımını haklı çıkarır.