Hvernig er ti - 6Al -4v gert

1. Hvernig er TI-6AL-4V gert?

Ti - 6AL-4V, títanblöndu sem samanstendur af 90% títan, 6% áli og 4% vanadíum, er framleitt með fjölþrepa ferli sem tryggir nákvæma stjórn á samsetningu þess og smásjá. Hér er ítarleg sundurliðun:

Útdráttur á málmgrýti: Títan er fyrst og fremst fengið frá málmgrýti eins og ilmenite (fetio₃) og rutile (tio₂). Þessar málmgrýti eru nánar og síðan unnnar til að fjarlægja óhreinindi.

Títan svampframleiðsla: Málmgrýti er breytt í títan tetraklóríð (TICL₄) með klórun. TICL₄ er síðan minnkað með því að nota magnesíum (Kroll ferli) eða natríum (Hunter ferli) í óvirku andrúmslofti (argon) til að framleiða porous "títan svamp" - hreint form af títan.

Málmblöndur: Títan svampinn er sameinaður áli og vanadíum í nákvæmum hlutföllum (6% Al, 4% V miðað við þyngd) í tómarúmbogarúrslitum (var) ofni eða rafeindgeislunarbráðnun (EBM) ofni. Þetta bræðsluþrep tryggir jafna dreifingu á málmblöndu og fjarlægir lofttegundir (td súrefni, köfnunarefni) sem gætu veikt efnið.

Vinnsla: Stefnda álfelgurinn er heitur - virk (fölsuð, velt eða pressuð) við hátt hitastig (venjulega 800–1000 gráðu) til að móta það í viðeigandi form (blöð, stangir, slöngur) og betrumbæta kornbyggingu þess, auka vélrænni eiginleika.

Hitameðferð: Lokahitameðferðir (td annealing við 700–900 gráðu og síðan kælingu) er beitt til að hámarka styrk, sveigjanleika og þreytuþol með því að stjórna smíði álfelgsins (td mynda blöndu af og áföngum).

2. Hversu sterkur er TI-6AL-4V?

Ti - 6Al - 4v er þekkt fyrir óvenjulegan styrk - til - þyngdarhlutfall, sem gerir það að hefta í afkastamiklum forritum. Vélrænir eiginleikar þess eru lítillega breytilegir út frá vinnslu (td annealed samanborið við lausnarmeðhöndlaða og aldraða), en dæmigerð gildi fela í sér:

Togstyrkur: 860 - 930 MPa (125.000–135.000 psi) í glitruðu ástandi. Þetta getur aukist í ~ 1100 MPa (160.000 psi) með hitameðferð (td, - annealing).

Ávöxtunarstyrkur: 800–850 MPa (116.000–123.000 psi) þegar hún var glituð og hækkaði í ~ 1000 MPa (145.000 psi) eftir að hafa styrkt hitameðferð.

Lenging (sveigjanleiki): 10–15% í glitrandi ástandi og tryggt að það geti afmyndað án þess að brotna undir álagi.

Þreytustyrkur: Um það bil 400–500 MPa (58.000–72.000 psi) fyrir langa - hringlaga hleðslu, mikilvæg fyrir geim- og læknisígræðslur.

Til að setja þetta í samhengi: TI-6AL-4V er sterkara en mörg stál (td sum kolefnisstál) meðan hún er um 40% léttari. Það heldur styrk við hækkað hitastig (allt að ~ 400 gráðu) og standast tæringu og auka enn frekar gagnsemi þess.

3. Er TI-6AL-4V dýrt?

Já, TI-6AL-4V er tiltölulega dýr miðað við algengan málma eins og stál eða áli, vegna nokkurra þátta:

Flókin framleiðsla: Að draga títan úr málmgrýti og betrumbæta það í hreinan svamp er orka - ákafur og kostnaðarsamur. Kroll ferlið, til dæmis, er hægt og þarfnast mikils hitastigs og óvirkra andrúmslofts.

Málmblöndur og vinnsla: Að bæta við háu - hreinleika ál og vanadíum (báðir kostnaðarsömir málmar) og sérhæfðir bræðslu/vinnandi skref (td vinnsla tómarúms) hækka framleiðslukostnað.

Sveigjanleiki: Títanframleiðsla er minna stigstærð en stál eða áli, takmarka framboð og halda verði hátt.

Þrátt fyrir kostnað sinn réttlætir einstök samsetning styrkleika, léttleika og tæringarþol notkun þess í mikilvægum forritum eins og geimferða (flugvélarammar, vélaríhlutir), læknisígræðslur (lið í staðinn) og hátt - frammistöðuíþróttabúnaður.