مادة GR5 (ti -6 al -4 v)

من ويكيبيديا ، الموسوعة الحرة

Ti -6 al -4 v (uns commentation r56400) ، يُطلق عليه أحيانًا TC4 ، TI64 ، [1] أو ASTM 5 ، سبيكة من التيتانيوم ألفا ذات قوة محددة ومقاومة تآكل ممتازة. إنها واحدة من سبائك التيتانيوم الأكثر استخدامًا ويتم تطبيقها في مجموعة واسعة من التطبيقات التي تكون فيها الكثافة المنخفضة ومقاومة التآكل الممتازة ضرورية مثل صناعة الفضاء الجوي والتطبيقات الميكانيكية الحيوية (الزرع والأطراف الاصطناعية).

بدأت دراسات سبائك التيتانيوم المستخدمة في الدروع في الخمسينيات من القرن الماضي في ووترتاون آرسنال ، والتي أصبحت فيما بعد جزءًا من مختبر أبحاث الجيش. [2] [3]

إنها سبيكة التيتانيوم الأكثر نجاحًا تجاريًا ولا تزال قيد الاستخدام اليوم ، حيث شكلت العديد من التطبيقات الصناعية والتجارية. [5]

زيادة استخدام سبائك التيتانيوم حيث يحدث المواد الحيوية بسبب معاملها السفلي ، والتوافق الحيوي المتفوق ، ومقاومة التآكل المعززة بالمقارنة مع المزيد من الفولاذ المقاوم للصدأ التقليدي والسبائك القائمة على الكوبالت. [6] كانت هذه الخصائص الجذابة قوة دافعة للإدخال المبكر لـ (CPTI) و + (ti -6 -4 v) ب سبائك التيتانيوم. هذا الأخير يمتلك توافقًا حيويًا محسّنًا ، وانخفاض معامل مرن ، ومقاومة تعب من الإجهاد المتفوقة. ومع ذلك ، فإن قوة القص السيئة ومقاومة السبائك التيتانيوم قد حدت مع ذلك استخدامها الطبي الحيوي. على الرغم من أن مقاومة التآكل لسبائك B-TI أظهرت بعض التحسن عند مقارنتها بالسبائك A#B ، فإن الأداة النهائية لسبائك التيتانيوم العظمية حيث تتطلب مكونات التآكل فهمًا أساسيًا أكثر اكتمالًا لآليات التآكل المعنية.

كيمياء

[يحرر]

(بالوزن ٪) [8]

	V	آل	الحديد	O	C	N	H	Y	تي	الباقي لكل منهما	مجموع الباقي
دقيقة	3.5	5.5	--	--	--	--	--	--	--	--	--
الأعلى	4.5	6.75	.3	.2	.08	.05	.015	.005	توازن	.1	.3

الخصائص الفيزيائية والميكانيكية

[يحرر]

أحد البنية الدقيقة المحتملة لـ Ti -6 al -4 v alloy مع حبيبات ألفا equiaxed ومرحلة تجريبية متقطعة

Ti -6 al -4 v سبيكة التيتانيوم عادة ما تكون موجودة في ألفا ، مع بنية بلورية HCP ، (sg: p63/mmc) ، و beta ، مع بنية البلورة BCC ، (sg: im -3 م) المراحل. في حين أن الخواص الميكانيكية هي وظيفة لحالة معالجة الحرارة للسبائك ويمكن أن تختلف استنادًا إلى الخصائص ، فإن نطاقات الخصائص النموذجية لـ ti -6 -4 v موضحة أدناه. [9] [10] ] [11] يستقر الألومنيوم مرحلة ألفا ، بينما يستقر الفاناديوم على مرحلة بيتا. [12] [13]

	كثافة	معامل يونغ	معامل القص	المعامل السائبة	نسبة بواسون	شد الإجهاد العائد	الشد في نهاية المطاف الإجهاد	صلابة	استطالة موحدة
دقيقة	4.429 g/cm3 (0. 160 lb/cu in)	104 GPA (15.1 × 106 PSI)	40 GPA (5.8 × 106 psi)	96.8 GPA (14. 0 × 106 psi)	0.31	880 MPa (128 ، 000 psi)	900 MPa (130 ، 000 psi)	36 Rockwell C (نموذجي)	5%
الأعلى	4.512 g/cm3 (0. 163 lb/cu in)	113 GPA (16.4 × 106 PSI)	45 GPA (6.5 × 106 PSI)	153 GPA (22.2 × 106 PSI)	0.37	920 MPa (133 ، 000 psi)	950 MPa (138 ، 000 psi)	--	18%

Ti -6 al -4 v لديه توصيل حراري منخفض للغاية في درجة حرارة الغرفة من 6.7 إلى 7.5 واط/م · k ، [14] [15] مما يساهم في قابليته للآلات السيئة نسبيًا. [15]

سبيكة عرضة للإرهاق البارد. [16] [17]

المعالجة الحرارية لـ ti -6 al -4 v

[يحرر]

ti -6 al -4 v يتم معالجتها بالحرارة لتغيير كميات والبنية المجهرية والمراحل في السبائك. ستختلف البنية المجهرية بشكل كبير اعتمادًا على المعالجة الحرارية الدقيقة وطريقة المعالجة. ثلاث عمليات معالجة حرارية شائعة هي الصلب المطحنة ، والصلصة المزدوجة ، وعلاج الحل والشيخوخة. [18]

التطبيقات

[يحرر]

هياكل الطيران. بوينج 787 هو 15 ٪ من التيتانيوم بالوزن ، [19] و Airbus A350 هو 14 ٪. [20]

زراعة الطبية الحيوية والأطراف الاصطناعية [21]

سيارات سباق عالية الأداء

الدراجات الراقية

التصنيع المضافة [22]

Apple iPhone 15 Pro (Max) Case و iPhone 16 Pro و Pro Max Cases و Apple Watch Series 10 Titanium و Ultra 2 Cases

التطبيقات البحرية: ti -6 al -4 v الصف 5 يستخدم على نطاق واسع في التطبيقات البحرية بسبب مقاومة التآكل الاستثنائية في بيئات مياه البحر. [23] يتم تطبيق ti -6 al -4 v في مكونات تتعرض للأجواء البحرية وظروف تحت الماء ، مثل بناء السفن ، ومنصات النفط والغاز البحرية ، ومعدات تحت سطح البحر. [24] [25] [25] [25] [25] [25] [25] [25] [25] تساعد مقاومتها للتآكل في تقليل تكاليف الصيانة وتوسيع عمر المعدات البحرية. [26]

تحديد

[يحرر]

ENS: R56400

AMS Standard: 4928 [27]

معيار ASTM: F1472

ASTM Standard: B265 الصف 5 [28]