Μπάρα τιτανίου GR5 (Ti-6Al-4V) - Εισαγωγή προϊόντος
Επισκόπηση
Μπάρα τιτανίου GR5(Βαθμός 5, Κινεζική ονομασίαTC4) είναι ένα προϊόν ράβδου-από το κράμα Ti-6Al-4V -, το πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο κράμα τιτανίου στον κόσμο, που αντιπροσωπεύει πάνω από το 50% της συνολικής κατανάλωσης τιτανίου. Συνδυάζει υψηλή αντοχή, χαμηλή πυκνότητα, εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση και καλή δυνατότητα κατασκευής, καθιστώντας το πρότυπο υλικό για αεροδιαστημικές, ιατρικές, θαλάσσιες και βιομηχανικές εφαρμογές υψηλών επιδόσεων. Οι ράβδοι GR5 συνήθως παρέχονται ως προϊόντα θερμής έλασης, σφυρηλάτησης ή ψυχρής έλξης/αλεσμένα προϊόντα με διαμέτρους από3 mm έως 300+ mm, σε μήκη έως 6 μέτρα ή όπως απαιτείται.
1. Χημική σύνθεση (ανά ASTM B348 / ASTM F136)
表格
| Στοιχείο | Περιεχόμενο (wt%) | Λειτουργία |
|---|---|---|
| Τιτάνιο (Ti) | Υπόλοιπο (~90%) | Βασικό μέταλλο |
| Αλουμίνιο (Al) | 5.5 – 6.75% | -σταθεροποιητής; ενισχύει και βελτιώνει την απόδοση σε υψηλές{1} θερμοκρασίες |
| Βανάδιο (V) | 3.5 – 4.5% | -σταθεροποιητής; βελτιώνει την αντοχή, την ολκιμότητα και τη σκληρότητα |
| Σίδηρος (Fe) | Λιγότερο ή ίσο με 0,40% | Όριο ακαθαρσίας |
| Οξυγόνο (Ο) | Λιγότερο ή ίσο με 0,20% | Ενίσχυση παρενθετικών (ελεγχόμενη) |
| Άνθρακας (C) | Λιγότερο ή ίσο με 0,08% | Όριο ακαθαρσίας |
| Άζωτο (Ν) | Λιγότερο ή ίσο με 0,05% | Όριο ακαθαρσίας |
| Υδρογόνο (Η) | Μικρότερο ή ίσο με 0,015% | Όριο ακαθαρσίας (κρίσιμος - κίνδυνος ευθραυστότητας) |
| Ύττριο (Y) | Λιγότερο ή ίσο με 0,005% | Υπολειπόμενο όριο |
2. Μηχανικές ιδιότητες (ASTM B348, κατάσταση ανόπτησης)
表格
| Ιδιοκτησία | Αξία |
|---|---|
| Αντοχή σε εφελκυσμό | Μεγαλύτερο ή ίσο με 895 MPa(συνήθως 950–1.100 MPa) |
| Δύναμη διαρροής | Μεγαλύτερο ή ίσο με 825 MPa(συνήθως 850–1.000 MPa) |
| Επιμήκυνση | Μεγαλύτερο ή ίσο με 10% (συνήθως 14–18%) |
| Μείωση έκτασης | Μεγαλύτερο ή ίσο με 25% |
| Σκληρότητα | ~320–360 HB (≈ 34–38 HRC) |
| Πυκνότητα | 4,43 g/cm³(περίπου 56% του χάλυβα) |
| Συντελεστής ελαστικότητας | ~114 GPa |
| Εύρος τήξης | ~1.600–1.670 μοίρες |
| Θερμοκρασία σέρβις | –250 μοίρες έως ~400 μοίρες(μακροπρόθεσμα-) |
Μετάθεραπεία με διάλυμα + γήρανση (STA), η αντοχή μπορεί να φτάσει τα 1.100–1.300 MPa - μια αύξηση ~20–30% σε σχέση με την κατάσταση ανόπτησης.
3. Φυσικές Ιδιότητες
表格
| Ιδιοκτησία | Αξία | Σημειώσεις |
|---|---|---|
| Αναλογία δύναμης-προς-βάρους | Εξαιρετικός | Υψηλότερο από τους περισσότερους χάλυβες και κράματα αλουμινίου |
| Θερμική αγωγιμότητα | 6.7 W/(m·K) | Χαμηλές - συγκεντρώσεις θερμότητας κατεργασίας στο εργαλείο |
| Θερμική διαστολή | 8.6 × 10⁻⁶/K | Χαμηλή - καλή σταθερότητα διαστάσεων |
| Ειδική θερμότητα | ~560 J/(kg·K) | |
| Βιοσυμβατότητα | Εξοχος | Μη-τοξικό, πλήρως αποδεκτό από τον ανθρώπινο ιστό |
| Αντοχή στη διάβρωση | Εξαιρετικό παθητικό φιλμ TiO2 | Θαλασσινό νερό, χλωρίδια, οξειδωτικά οξέα, σωματικά υγρά |
| Μαγνητικές ιδιότητες | Μη-μαγνητικό | Κατάλληλο για συσκευές συμβατές με μαγνητική τομογραφία- |
4. Μεταλλουργικά Χαρακτηριστικά
+ δομή δύο-φάσεων: Το αλουμίνιο σταθεροποιεί την εξαγωνική φάση. Το βανάδιο σταθεροποιεί το σώμα-την κεντρική κυβική φάση ( -θερμοκρασία transus ≈ 980–1.000 μοίρες ).
Θερμικά-επεξεργάσιμο: Η φάση επιτρέπειλύση + θεραπεία γήρανσηςγια σημαντικά κέρδη αντοχής - ένα βασικό πλεονέκτημα έναντι του εμπορικά καθαρού τιτανίου.
Έλεγχος μικροδομής: Η επεξεργασία στο πεδίο + παράγει λεπτές δομές διπλής όψης (ισοαξονικές + μετασχηματισμένες) με την καλύτερη ισορροπία αντοχής, ολκιμότητας και αντοχής στην κόπωση.
Ευαισθησία: Η παραλαβή υδρογόνου πρέπει να ελέγχεται αυστηρά (συγκόλληση, αποξήρανση, ψυκτικό υγρό κατεργασίας). -αυξάνεται το περιεχόμενο φάσης σε υψηλές θερμοκρασίες - πρέπει να ελέγχεται το ζεστό παράθυρο εργασίας.
5. Διαδικασία Παραγωγής
Τήξη- Τριπλή επανατήξη τόξου κενού (VAR) σφουγγαριού τιτανίου + Al-V κύριο κράμα για ομοιογένεια
Σφυρηλάτηση/διάσπαση- Το πλινθίο σφυρηλατήθηκε σε billets στο πεδίο ή +
Θερμή έλαση / σφυρηλάτηση σε ράβδο- Κυλιόμενο ή σφυρηλατημένο μέχρι την τελική ή σχεδόν-τελική διάμετρο (συνήθως 700–950 μοίρες )
Ξεπύρωμα- Μύλος ανόπτησης στις 700–850 μοίρες για την αποκατάσταση της ολκιμότητας
Ψυχρό σχέδιο / λείανση χωρίς κέντρο(προαιρετικό) - Για ακριβείς διαμέτρους και φινιρίσματα επιφανειών
Ίσιωμα- Περιστροφικό ίσιωμα ή πίεση
Επιφανειακή επεξεργασία- Μηχανική κατεργασία/τόρευση, στίλβωση ή αμμοβολή
Επιθεώρηση & δοκιμή- Ανίχνευση ελαττωμάτων UT, έλεγχοι διαστάσεων, δοκιμή εφελκυσμού, PMI, διεισδυτικό χρώματος - πλήρες MTC (EN 10204 3.1/3.2) παρέχεται
6. Μορφές προϊόντων & ανοχές
表格
| Μορφή | Περιγραφή | Τυπική Ανοχή |
|---|---|---|
| Ζεστή-μπάρα | Ως-τυλιγμένη επιφάνεια, μαύρη/οξειδωμένη | h11/h12 |
| Σφυρήλατο μπαρ | Καλύτερη εσωτερική ποιότητα, μεγαλύτερες διαμέτρους | Ανά συμφωνία |
| Μπάρα ψυχρής-έλξης / γείωσης | Φωτεινή επιφάνεια, ακριβείς διαστάσεις | h8/h9/h10 |
| Ξεφλουδισμένη/γυρισμένη μπάρα | Επεξεργασμένη επιφάνεια, αφαιρέθηκε αποανθρακωμένη/ -στρώμα θήκης | h9/h11 |
| Μπάρα εδάφους χωρίς κέντρο- | Καθρέφτης ή φινίρισμα ακριβείας για κατεργασία | h7/h8 |
Διαθέσιμες συνθήκες επιφάνειας:μαύρο (ως-ρολό), τουρσί, αμμοβολή, γυρισμένο/αλεσμένο, γυαλισμένο.
7. Βασικοί τομείς εφαρμογής
Αεροδιαστημική (η μεγαλύτερη αγορά)
Δομικά στοιχεία αεροσκάφους: πλαίσια, βραχίονες, συνδετήρες
Μέρη κινητήρα: λεπίδες συμπιεστή, δίσκοι, άξονες
Εξαρτήματα συστήματος προσγείωσης και ενεργοποιητή
Κόμβοι ρότορα ελικοπτέρων
Ιατρικός
Χειρουργικά εμφυτεύματα: οστικές βίδες, πλάκες, ενδομυελικά καρφιά, συσκευές στερέωσης σπονδυλικής στήλης
Εξαρτήματα και κολοβώματα οδοντικών εμφυτευμάτων
Χειρουργικά εργαλεία και κενά εργαλείων
(Σημείωση: για μόνιμα εμφυτεύματα, η έκδοση ELI -Βαθμός 23 / Ti-6Al-4V ELIΤο - με χαμηλότερες παρενθετικές διαφημίσεις προσδιορίζεται συχνά σύμφωνα με το ASTM F136)
Marine & Offshore
Άξονες προπέλας, υποβρύχιοι συνδετήρες, σύνδεσμοι
Εξαρτήματα αντλίας θαλασσινού νερού, στελέχη βαλβίδων
Δομικά μέρη εξοπλισμού βαθιάς-θαλάσσης
Βιομηχανική & Ενεργειακή
Άξονες χημικών εγκαταστάσεων, αναδευτήρες, εξαρτήματα αντλίας
Στοιχεία δοχείου υψηλής-πίεσης
Ανταλλακτικά αγωνιστικών αυτοκινήτων (μπιέλες, βαλβίδες)
Αθλητικός εξοπλισμός: σκελετοί ποδηλάτων, κεφαλές μπαστούνι του γκολφ, ρακέτες τένις
8. Σύγκριση: GR5 εναντίον καθαρών ράβδων τιτανίου
表格
| Είδος | GR2 (TA2) Bar | GR5 (TC4) Μπάρα |
|---|---|---|
| Τύπος | Εμπορικά καθαρό | + κράμα |
| Αντοχή σε εφελκυσμό | ~450–550 MPa | ~950–1.100 MPa |
| Δύναμη διαρροής | ~ 350 MPa | ~850 MPa |
| Εύπλαστο | Υψηλότερο (ε Μεγαλύτερο ή ίσο με 25%) | Μέτρια (ε Μεγαλύτερη ή ίση με 10–14%) |
| Αντοχή στη διάβρωση | Εξοχος | Εξαιρετικό (σχεδόν-ίσο) |
| Κατεργασία με θερμοκρασία | Μόνο ανόπτηση | Διατίθεται λύση + παλαίωση |
| Κόστος | Χαμηλότερος | ~2–3× υψηλότερο |
| Το καλύτερο για | Χημικός εξοπλισμός, διαμορφωμένα εξαρτήματα | Αεροδιαστημικά, ιατρικά,-εξαρτήματα υψηλού φορτίου |
9. Σχετικά Πρότυπα
表格
| Πρότυπο | Εκταση |
|---|---|
| ASTM B348 | Μπάρες και μπιγιέτες - το βασικό πρότυπο προϊόντος |
| ASTM F67 / F136 | Βαθμοί χειρουργικών εμφυτευμάτων (F136 για Ti-6Al-4V ELI) |
| AMS 4928 | Προδιαγραφές αεροδιαστημικής ράβδου, σφυρηλάτησης και δακτυλίου |
| ASME SB348 | Έκδοση κωδικού δοχείου πίεσης |
| GB/T 2965 | Κινεζικό πρότυπο για ράβδους τιτανίου και κράματος τιτανίου |
| DIN 3,7165 / EN 3,7164 | ευρωπαϊκές ονομασίες |
