Do czego używa się Ti-6Al-4V?

Pręt tytanowy Ti6Al4V, czasami określany jako TC4, Ti64, [1] lub ASTM Grade 5, jest stopem tytanu alfa-beta o wysokiej wytrzymałości właściwej i doskonałej odporności na korozję. Jest to jeden z najczęściej stosowanych stopów tytanu i jest szeroko stosowany w zastosowaniach wymagających małej gęstości i doskonałej odporności na korozję, takich jak przemysł lotniczy i zastosowania biomechaniczne (implanty i protezy).

Badania nad stopami tytanu na zbroję rozpoczęły się w latach pięćdziesiątych XX wieku w Watertown Arsenal, który później stał się częścią Wojskowego Laboratorium Badawczego.

Stopy tytanu są coraz częściej stosowane jako biomateriały ze względu na ich niższy moduł, doskonałą biokompatybilność i zwiększoną odporność na korozję w porównaniu z bardziej tradycyjnymi stalami nierdzewnymi i stopami na bazie kobaltu. Te atrakcyjne właściwości są siłą napędową wczesnego wprowadzenia stopów a (cpTi) i a#b (Ti-6Al-4V) oraz niedawnego opracowania nowych kompozycji stopów tytanu i ortopedycznych metastabilnych b- Stopy tytanu. Ten ostatni charakteryzuje się zwiększoną biokompatybilnością, zmniejszonym modułem sprężystości oraz doskonałą kontrolą naprężeń i odpornością na zmęczenie karbu. Jednak słaba wytrzymałość na ścinanie i odporność na zużycie stopów tytanu nadal ograniczają ich zastosowania biomedyczne. Chociaż stopy b-Ti wykazały pewną poprawę odporności na zużycie w porównaniu ze stopami a#b, ostateczna użyteczność ortopedycznych stopów tytanu jako części zużywalnych będzie wymagać pełniejszego, fundamentalnego zrozumienia zaangażowanych mechanizmów zużycia.

Stopy tytanu Ti-6Al-4V zwykle występują w fazie, o strukturze krystalicznej hcp (SG: P63/mmc) i fazie, o strukturze krystalicznej bcc, (SG: Im-3m ) faza. Chociaż właściwości mechaniczne są funkcją warunków obróbki cieplnej stopu i mogą się różnić w zależności od właściwości, poniżej przedstawiono typowy zakres właściwości dobrze obrobionego Ti-6Al-4V. Aluminium stabilizuje fazę alfa, podczas gdy wanad stabilizuje fazę beta.

Ti-6Al-4V ma bardzo niską przewodność cieplną wynoszącą 6,7 - 7,5 W/m K w temperaturze pokojowej, [12] [13], co skutkuje jego stosunkowo słabą obrabialność.

Ti-6Al-4V poddaje się obróbce cieplnej w celu zmiany wskazu i mikrostruktury stopu. Mikrostruktura będzie się znacznie różnić w zależności od dokładnej obróbki cieplnej i metody przetwarzania. Trzy powszechne procesy obróbki cieplnej to wyżarzanie w młynie, wyżarzanie podwójne oraz rozpuszczanie i starzenie

Materiał ze stopu tytanu TC4 (Ti-6Al-4V), pręt tytanowy TC4, pręt ze stopu tytanu Ti6al4v Pręt tytanowy jest surowcem do produkcji stopu tytanu i tytanu metalicznego. Charakteryzuje się niską gęstością, wysoką wytrzymałością i dobrą odpornością na korozję. W przemyśle lotniczym jest szeroko stosowany do produkcji części konstrukcyjnych samolotów i dysz rakietowych; w przemyśle chemicznym stosowany jako nośnik katalizatora i urządzenie do oczyszczania elektrolitów; w przemyśle maszynowym może być stosowany jako materiał wymiennika ciepła i skraplacza.

W przemyśle metalurgicznym wykorzystuje się go głównie do produkcji różnego rodzaju czystego żelaza, stali nierdzewnej, stali żaroodpornej i specjalnej stali stopowej. Ponadto wykorzystuje się go również do produkcji sztucznych kamieni szlachetnych i sztucznych kryształów rutylu cyrkonu, piezoelektrycznych blach ceramicznych dla przemysłu elektronicznego oraz precyzyjnych odlewów o różnych kształtach.

Rola pręta tytanowego Ti6Al4V:

1. Można go wykonać w różnych specyfikacjach listwy lub folii do ciągnienia na zimno.

2. Służy do wytwarzania włókien i produktów z gąbczastego tytanu (politetrafluoroetylenu).

3. Może być również stosowany jako nośnik katalizatora chemicznego lub środek oczyszczający elektrolity.

4. Ze względu na wysoką temperaturę topnienia (3727 stopni) może być stosowany jako lut do wypełnienia szczeliny między metalami podczas lutowania.

5. Może być stosowany do wytwarzania materiałów ogniotrwałych i tworzyw sztucznych o wysokiej temperaturze.

6. Może być stosowany jako odtleniacz i odsiarczacz do produkcji stali.

7. Może być stosowany jako zaawansowany materiał ogniotrwały i tworzywo sztuczne odporne na wysokie temperatury.

8. Może być stosowany jako wewnętrzne elementy pieca wysokotemperaturowego.

9. Może być używany jako pręt sterujący reaktora jądrowego.

10. Może być stosowany jako łopatki do silników lotniczych.

11. Może służyć jako pojemnik do ekstrakcji jonów uranu z wody morskiej.

12. Może być używany jako pręt sterujący reaktora atomowego.

13. Może służyć jako dysza rakietowa.

14. Można go stosować do produkcji zaawansowanych materiałów ogniotrwałych.

15. Może być stosowany jako odtleniacz i odsiarczacz do produkcji stali.

16. Można z niego wykonać szkło żaroodporne.

17. Można z niego wytwarzać sztuczne stawy.

18. Można go stosować do przygotowania włókien cyrkonowych.

19. Można go zastosować do urządzeń półprzewodnikowych.

20. Może być stosowany jako element wewnętrzny pieca wysokotemperaturowego.