GR5 Титаниева лента (Ti-6Al-4V) – Представяне на продукта
Преглед
GR5 титаниева лента(Степен 5, китайско наименованиеTC4) е продукт с прът-форма, произведен от Ti-6Al-4V сплав - най-широко използваната титаниева сплав в света, която представлява над 50% от общото потребление на титан. Той съчетава висока якост, ниска плътност, отлична устойчивост на корозия и добра изработваемост, което го прави стандартен материал за космически, медицински, морски и високо{10}}промишлени приложения. Прътите GR5 обикновено се доставят като горещо валцувани, ковани или студено изтеглени/смлени продукти с диаметри от3 mm до 300+ mm, на дължини до 6 метра или по желание.
1. Химичен състав (съгласно ASTM B348 / ASTM F136)
表格
| елемент | Съдържание (тегл.%) | функция |
|---|---|---|
| Титан (Ti) | Баланс (~90%) | Основен метал |
| Алуминий (Al) | 5.5 – 6.75% | -стабилизатор; укрепва и подобрява ефективността при високи-температури |
| Ванадий (V) | 3.5 – 4.5% | -стабилизатор; подобрява здравината, пластичността и закаляването |
| желязо (Fe) | По-малко или равно на 0,40% | Ограничение на примесите |
| Кислород (O) | По-малко или равно на 0,20% | Укрепване на интерстициалния (контролиран) |
| Въглерод (C) | По-малко или равно на 0,08% | Ограничение на примесите |
| Азот (N) | По-малко или равно на 0,05% | Ограничение на примесите |
| Водород (H) | По-малко или равно на 0,015% | Ограничение на примесите (критичен - риск от крехкост) |
| Итрий (Y) | По-малко или равно на 0,005% | Остатъчна граница |
2. Механични свойства (ASTM B348, закалено състояние)
表格
| Собственост | Стойност |
|---|---|
| Якост на опън | По-голямо или равно на 895 MPa(обикновено 950–1100 MPa) |
| Граница на провлачване | По-голямо или равно на 825 MPa(обикновено 850–1000 MPa) |
| Удължение | По-голямо или равно на 10% (обикновено 14–18%) |
| Намаляване на площта | По-голямо или равно на 25% |
| твърдост | ~320–360 HB (≈ 34–38 HRC) |
| Плътност | 4,43 g/cm³(около 56% стомана) |
| Модул на еластичност | ~114 GPa |
| Диапазон на топене | ~1600–1670 градуса |
| Работна температура | –250 градуса до ~400 градуса(дългосрочен-срочен) |
следлечение с разтвор + стареене (STA), якостта може да достигне 1100–1300 MPa - с ~20–30% увеличение спрямо загрято състояние.
3. Физически свойства
表格
| Собственост | Стойност | Бележки |
|---|---|---|
| Съотношение-към-тегло | Изключителен | По-високо от повечето стомани и алуминиеви сплави |
| Топлопроводимост | 6.7 W/(m·K) | Ниска - топлина при обработка се концентрира върху инструмента |
| Топлинно разширение | 8.6 × 10⁻⁶/K | Ниска - добра стабилност на размерите |
| Специфична топлина | ~560 J/(kg·K) | |
| Биосъвместимост | Отлично | Нет{0}}токсично, напълно се приема от човешката тъкан |
| Устойчивост на корозия | Изключителен TiO₂ пасивен филм | Морска вода, хлориди, окислителни киселини, телесни течности |
| Магнитни свойства | Не-магнитни | Подходящо за MRI-съвместими устройства |
4. Металургични характеристики
+ дву-фазна структура: Алуминият стабилизира хексагоналната фаза; ванадий стабилизира тялото{0}}центрираната кубична фаза (-трансус температура ≈ 980–1000 градуса).
Термообработваем-: Фазата позволяварешение + лечение на стареенеза значително увеличаване на якостта - ключово предимство пред търговски чист титан.
Контрол на микроструктурата: Обработката в полето + произвежда фини дуплексни (равноосни + трансформирани) структури с най-добър баланс на здравина, пластичност и устойчивост на умора.
Чувствителност: Поемането на водород трябва да бъде строго контролирано (заваряване, ецване, охлаждаща течност за обработка); -фазовото съдържание се увеличава при повишени температури - трябва да се управлява прозорецът за гореща работа.
5. Производствен процес
Топене- Тройно вакуумно дъгово претопяване (VAR) на гъбест титан + Al-V основна сплав за хомогенност
Коване/разбиване- Слитък, изкован в заготовки в полето или +
Горещо валцуване / коване до пръти- Валцувани или изковани до краен или почти-краен диаметър (обикновено 700–950 градуса)
Отгряване- Мелнично отгряване при 700–850 градуса за възстановяване на пластичността
Студено изтегляне / безцентрово шлайфане(по избор) - За прецизни диаметри и повърхностни покрития
Изправяне- Изправяне с въртене или натискане
Повърхностна обработка- Машинна обработка/струговане, полиране или пясъкоструене
Проверка и тестване- UT откриване на дефекти, проверки на размерите, изпитване на опън, PMI, пенетрант с багрило - пълен MTC (EN 10204 3.1/3.2) се доставя
6. Продуктови форми и допустими отклонения
表格
| форма | Описание | Типична толерантност |
|---|---|---|
| Горещ{0}}валцуван прът | Като-валцована повърхност, черна/оксидирана | h11/h12 |
| Кована щанга | По-добро вътрешно качество, по-големи диаметри | По споразумение |
| Студено{0}}изтеглена/шлайфана лента | Светла повърхност, точни размери | h8/h9/h10 |
| Обелено/струговано кюлче | Машинно обработена повърхност, отстранен обезвъглероден/ -слой на корпуса | h9/h11 |
| Безцентрова{0}}земна лента | Огледално или прецизно покритие за машинна обработка | h7/h8 |
Налични условия на повърхността:черни (като-навити), байцвани, пясъкоструйни, струговани/шлайфани, полирани.
7. Ключови области на приложение
Космонавтика (най-големият пазар)
Конструктивни компоненти на самолета: рамки, скоби, крепежни елементи
Части на двигателя: компресорни лопатки, дискове, валове
Компоненти на колесника и задвижващия механизъм
Роторни главини на хеликоптери
медицински
Хирургически импланти: костни винтове, пластини, интрамедуларни пирони, гръбначни фиксатори
Приспособления за зъбни импланти и опори
Хирургически инструменти и заготовки за инструменти
(Забележка: за постоянни импланти, ELI версията -Клас 23 / Ti-6Al-4V ELI- с по-ниски междинни елементи често се посочва съгласно ASTM F136)
Морски и офшорни
Карданни валове, подводни крепежни елементи, съединители
Компоненти на помпи за морска вода, стебла на клапани
Структурни части-на дълбоководно оборудване
Промишленост и енергетика
Валове на химически заводи, бъркалки, помпени компоненти
Компоненти-на съдове под високо налягане
Автомобилни състезателни части (биели, клапани)
Спортно оборудване: рамки за велосипеди, глави за голф стикове, тенис хилки
8. Сравнение: GR5 срещу пръчки от чист титан
表格
| Артикул | GR2 (TA2) Бар | GR5 (TC4) Бар |
|---|---|---|
| Тип | Търговски чист | + сплав |
| Якост на опън | ~450–550 МПа | ~950–1100 MPa |
| Граница на провлачване | ~350 MPa | ~850 MPa |
| Пластичност | По-високо (ε По-голямо или равно на 25%) | Умерено (ε по-голямо или равно на 10–14%) |
| Устойчивост на корозия | Отлично | Отлично (почти-равно) |
| Термична обработка | Само отгряване | Наличен разтвор + стареене |
| цена | По-ниска | ~2–3× по-висока |
| Най-доброто за | Химическо оборудване, формовани части | Аерокосмически, медицински, високо{0}}товарни части |
9. Съответни стандарти
表格
| Стандартен | Обхват |
|---|---|
| ASTM B348 | Пръти и заготовки - основният продуктов стандарт |
| ASTM F67 / F136 | Класове на хирургични импланти (F136 за Ti-6Al-4V ELI) |
| AMS 4928 | Аерокосмическа лента, коване и спецификация на пръстена |
| ASME SB348 | Версия на код на съд под налягане |
| GB/T 2965 | Китайски стандарт за пръти от титан и титанови сплави |
| DIN 3.7165 / EN 3.7164 | европейски обозначения |
