In geavanceerde velden zoals ruimtevaart, medische implantaten en high-end chemicaliën, zijn titaniummaterialen een onvervangbare keuze geworden vanwege hun uitstekende sterkte-gewichtsverhouding en corrosiebestendigheid . echter, binnen de titaniumfamilie, industriële pure titanium ta1 (GR1) en titanium Alloy TC4 (Ti -6 al -4 v, gr5) vertonen opvallend verschillende prestaties in termen van chemische samenstelling, fysische eigenschappen en praktische toepassingen .
Uit de samenstellingsverschillen onder ASTM -normen (Ta1 (GR1) met een zuiverheid van maximaal 99 . 5% versus TC4 (GR5) met 6% aluminium en 4% vanadiumlegering), tot de significante ongelijkheid in mechanische eigenschappen (TC4 (GR5) met een Tensile Strength Excerend 900 MPA, drie keer dat van TA1, drie keer dat van TA1, drie keer dat van Ta1, drie keer dat van Ta1, drie keer is. Toepassingsscenario's (TA1 (GR1) domineren chemische pijpleidingen terwijl TC4 (GR5) de Roost in vliegtuigmotoren regeert) - Dit "prestatiebewijs" in het Domain van Titanium Materials weerspiegelt de diepe afstemming tussen materiaalwetenschap en technische eisen.
Dit artikel zal, gebaseerd op normen zoals ASTM B265/F1472, systematisch de essentiële verschillen tussen deze twee belangrijke titaniummaterialen van microstructuur tot macro -toepassing analyseren, waardoor u nauwkeurig overeenkomt met materiaalselectie met projectvereisten .
1.
|
Element |
TA1(GR1) |
TC4 (GR5) |
|
Ti |
Groter dan of gelijk aan 99,5% |
Evenwicht |
|
Al |
- |
5.5-6.75% |
|
V |
- |
3.5-4.5% |
|
Fe (Max) |
0.20% |
0.40% |
|
O (max) |
0.18% |
0.20% |
|
C (Max) |
0.08% |
0.08% |
|
N (max) |
0.03% |
0.05% |
|
H (Max) |
0.015% |
0.015% |
Ta1 (GR1) (industrieel puur titanium)
Hoofdcomponenten: titanium (ti) gehalte groter dan of gelijk aan 99 . 5%, met sporenonzuiverheden (zoals ijzer, koolstof, zuurstof, stikstof, enz. .).
Geen andere legeringselementen, dicht bij Pure Titanium .
Tc4 (gr5) (ti -6 al -4 v)
Hoofdcomponenten: titanium (Ti) als basis, met 6% aluminium (AL) en 4% vanadium (v) toegevoegd .
Het is een + dual-fase titaniumlegering, met verbeterde prestaties door legering .
2.
|
Eigendom |
TA1(GR1) |
TC4 (GR5) |
|
Dichtheid (g/cm³) |
4.51 |
4.43 |
|
Smeltpunt (graad) |
Over1668 |
Over1600-1650 |
|
Thermische geleidbaarheid (w/m · k) |
17 |
6.7 |
|
Elektrische weerstand (μω · m) |
0.42 |
1.7 (vanwege legeringselementen) |
|
Thermische expansiecoëfficiënt (10⁻⁶/ graad) |
8.6 |
8.9 |
Verschil: TC4 (GR5) heeft een lagere thermische geleidbaarheid en hogere elektrische weerstand als gevolg van legering, geschikt voor structurele componenten op hoge temperatuur maar met slechtere warmtedissipatie .
3.
|
Eigendom |
TA1(GR1) |
TC4 (GR5) |
|
Treksterkte (MPA) |
240-550 |
895-930 (min) |
|
Opbrengststerkte (MPA) |
170-485 |
825 (min) _ |
|
Rek (%) |
24(min) _ |
10(min) _ |
|
Hardheid (HV) |
Lager (ongeveer 120 HV) |
Hoger (ongeveer 330 HV) |
|
Elastische modulus (GPA) |
102 |
110-114 |
Verschil: tc4 (gr5) heeft een sterkte 2-3 maal die van ta1 (gr1), maar met lagere plasticiteit (lagere verlenging) .
TC4 (GR5) heeft een betere vermoeidheidsterkte en kruipweerstand (geschikt voor dynamische belastingen) .
4. corrosieweerstand
Gemeenschappelijke punten: beide passeren astm b 861/b 862 corrosietests en presteren goed in zeewater- en chloride -omgevingen .
Verschillen:
Ta1 (GR1): iets beter in het verminderen van zuren (zoals zoutzuur) dan TC4 (GR5) (vanwege geen risico op AL/V -segregatie) .
TC4 (GR5): kan een beschermende film vormen als gevolg van AL-element in oxidatieomgevingen op hoge temperatuur, maar heeft iets hogere stresscorrosiegevoeligheid .
5.
|
Proces |
TA1(GR1) |
TC4 (GR5) |
|
Koud werkend |
Uitstekend (ASTM B381 maakt diepe tekening mogelijk) |
Vereist gloeien (anders vatbaar voor kraken) |
|
Heet werken |
Niet vereist |
Vereist bovenste fase -overgangstemperatuur (~ 955 graden) |
|
Lasbaarheid |
Uitstekend (tig/laserlassen, astm b 862)) |
Goed (vereist beschermend gas om oxidatie te voorkomen) |
|
Machinaliteit |
TENTENCECTIE VOOR HET BLADE |
Erger (vereist speciale tools) |
6.
|
Veld |
TA1(GR1) |
TC4 (GR5) |
|
Ruimtevaart |
Niet-lading-dragende componenten (zoals buizen) |
Motorbladen, landingsgestel (AMS 4928/4930) |
|
Chemische industrie |
Warmtewisselaars, reactoren (ASTM SB338) |
Hogedrukkleppen, pomplichamen |
|
Medisch |
Botplaten, schroeven (ASTM F67) |
Kunstmatige gewrichten, tandheelkundige implantaten (ASTM F136) |
|
Mariene |
Zeewaterpijpen (ASTM SB338) |
Onderzeeër drukrompen (mil-dtl -46077)) |
|
Burgerlijk |
Bouwdecoratie, golfclubhoofden |
Racing-verbindingsstaven, hoogwaardige fietsframes |
7. kosten
Ta1 (gr1): lagere prijs (vanwege de afwezigheid van dure legeringselementen) .
TC4 (GR5): Hogere kosten (bevat aluminium en vanadium, en heeft een complexe verwerkingsprocedure) .
De twee vullen elkaar aan en dekken de eisen van basisindustrieën tot geavanceerde technologieën in alle scenario's .
