Разлики между TA1, TA2 и TC4 Titanium
Преглед
TA1, TA2 и TC4са китайски (GB) обозначения за трите най-широко използвани титанови материала.TA1 и TA2 принадлежат към търговски чист титан (CP-Ti), докатоTC4 е + титанова сплав(еквивалентен на клас 5 / Ti-6Al-4V). Те се различават фундаментално по състав, сила и приложение.
表格
| Артикул | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Категория | Търговски чист титан | Търговски чист титан | + титаниева сплав |
| ASTM еквивалент | 1 клас | 2 клас | Клас 5 (Ti-6Al-4V) |
| Състав | >99% Ti, много ниско съдържание на интерстициали | >99% Ti, малко по-висок O/Fe | Ti + 6% Al + 4% V |
| Ниво на сила | Най-нисък | Среден | Най-високо |
| Оформяемост | Най-доброто | добре | Умерен |
| цена | ниско | Ниска–средна | високо |
1. Състав и класификация
TA1 - търговски чист титан (мек клас)
Титан По-голямо или равно на 99,5%, снай-ниско съдържание на кислород и желязосред търговските класове.
Единична -фазна (шестоъгълна плътно-опакована) структура.
Най-мекият и пластичен клас титан.
TA2 - Търговски чист титан (стандартен клас)
Същият основен състав като TA1, но смалко по-високо съдържание на кислород/желязо, което повишава силата.
Все още единична -фаза; нанай-широко използваният клас CP- „работният кон“ на титановата индустрия.
ASTM еквивалент:2 клас.
TC4 - титанова сплав (+ тип)
състав:Ti-6Al-4V- 5.5–6,75% алуминий ( -стабилизатор) + 3.5–4,5% ванадий ( -стабилизатор).
Дву{0}}фазова структура: фаза + фаза (тяло-центрирана кубична), което позволяватоплинна обработка (разтвор + стареене)драстично увеличаване на силата.
ASTM еквивалент:5 клас- най-широко използвания титансплавв света.
2. Сравнение на механичните свойства
表格
| Собственост | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Якост на опън (MPa) | По-голямо или равно на 240–370 | По-голямо или равно на 400–550 | По-голямо или равно на 895–1100 |
| Граница на провлачване (MPa) | По-голямо или равно на 170 | По-голямо или равно на 275 | По-голямо или равно на 825 |
| Удължение (%) | По-голямо или равно на 30 | По-голямо или равно на 25 | По-голямо или равно на 10–14 |
| Твърдост (HB) | ~100 | ~140 | ~330 |
| Плътност (g/cm³) | 4.51 | 4.51 | ~4.43 |
| Работна температура | По-малко или равно на 300 градуса | По-малко или равно на 350 градуса | По-малко или равно на 400–450 градуса |
Ключов момент: TC4 е приблизително2-3 пъти по-силенотколкото TA1/TA2, но със значително по-ниска пластичност. TA1 е най-лесно оформяният и заваряван; TC4 е по-труден за обработка и формоване.
3. Физични и химични свойства
表格
| Собственост | TA1 / TA2 (CP Ti) | TC4 (сплав) |
|---|---|---|
| Устойчивост на корозия | Отлично- изключително в хлориди, морска вода, окислителни киселини | Много добро, но малко по-ниско от CP Ti в някои редуциращи среди |
| Биосъвместимост | Превъзходен - предпочитан за импланти | Отличен (ELI версия степен 23, използвана за-носещи импланти) |
| Устойчивост на окисление | добре | По-добре при повишени температури |
| Топлопроводимост | ~17 W/(m·K) | ~6,7 W/(m·K) - по-слаб (по-труден за обработка) |
| Модул на еластичност | ~110 GPa | ~114 GPa |
4. Обработка и производство
表格
| Аспект | TA1 / TA2 | TC4 |
|---|---|---|
| Студено формоване | Отличен (TA1 най-добър) - дълбоко изтегляне, въртене | Трудно - обикновено се формова горещо или се отгрява преди формоване |
| Заваряване | Лесно; стандартен GTAW/TIG с аргонова екранировка | Изисква строго екраниране; зоната на заваряване губи здравина (няма реакция на втвърдяване-на стареене в заваръчните шевове) |
| Машинна обработка | Сравнително лесно за титан | Трудна - ниска топлопроводимост, втвърдяване при работа |
| Термична обработка | Само отгряване (без укрепващ ефект) | Лечение с разтвор + стареенеможе да увеличи силата ~20–30% |
| Температура на коване | ~750–850 градуса | ~850–950 градуса (+ поле) |
5. Типични приложения
TA1 -, където максималната формоспособност и устойчивост на корозия са от значение:
Дълбоко{0}}изтеглено химическо оборудване (резервоари, съдове)
Галванични стелажи, анодни кошове
Части на топлообменника, изискващи сериозно формоване
Медицински/дентални компоненти, нуждаещи се от максимална биосъвместимост
TA2 - индустриален клас-за общо предназначение:
Химически реактори, съдове под налягане, топлообменници
Тръбопроводни системи за морска вода, оборудване за обезсоляване
Промишлени компоненти за покритие и анодиране
Структурни части, изискващи заваряване + устойчивост на корозия
TC4 -, където високата якост е от съществено значение:
Космонавтика: структурни части на самолета, компоненти на двигателя, колесник
Медицински: костни винтове, ставни протези (ELI версия)
Високопроизводителни{0}}автомобилни и състезателни части
Съдове-под високо налягане, компоненти на турбини
Спортно оборудване (рамки за велосипеди, стикове за голф)
6. Сравнение на разходите
表格
| Степен | Относителна цена на материала | Относителна производствена цена |
|---|---|---|
| TA1 | ~1 × (базова линия) | ниско |
| TA2 | ~1–1.2× | ниско |
| TC4 | ~3–5× | Висока (по-твърда обработка, необходима е топлинна обработка) |
Резюме - Как да изберем
表格
| Ако имате нужда... | Изберете |
|---|---|
| Най-добра формоспособност, дълбоко изтегляне, най-ниска якост | TA1 |
| Балансирана здравина, устойчивост на корозия, заваряемост и цена (обща промишлена употреба) | TA2 |
| Високо{0}}съотношение-към-тегло, аерокосмически/медицински/високи{2}}натоварвания | TC4 |
TA1 и TA2 са търговски чисти класове титан, които се различават главно по якост (TA2 е по-силен поради по-високото съдържание на кислород), докато TC4 е термично-обработваема Ti-6Al-4V сплав, предлагаща два до три пъти по-голяма якост на цената на формоспособност, заваряемост и цена.
