TC4 vs TC4ELI titano lydinys: intersticinis valdymas, savybės ir klasės ekvivalentai

TC4 yra kinų alfa-beta titano lydinio, plačiau žinomo kaip Ti-6Al-4V, pavadinimas. Kompozicija pirmą kartą buvo sukurta Jungtinėse Valstijose 1954 m. Kinijos sistemoje lydinys apibrėžiamas titano lydinio sudėties standarte GB/T 3620.1, pagal kurį aliuminio kiekis yra nuo 5,5 iki 5,5 % vanadžio. 4,5 proc., geležies – 0,30 proc., o deguonies – 0,20 proc. Nominalus aliuminio ekvivalentas yra 6,0, o vanadžio - 4,0, o atkaitintame lydinyje yra maždaug 10–15 procentų beta fazės.

TC4ELI yra ypač-maža-to paties lydinio tarpinio puslapio versija. Aliuminis ir vanadis išlieka tame pačiame diapazone, tačiau deguonis sumažinamas iki 0,13 proc., geležis - iki 0,25 proc., o vandenilis - iki 0,0125 proc. Tarptautiniai atitikmenys yra 5 laipsnis (UNS R56400) TC4 ir 23 laipsnis (UNS R56407) TC4ELI.

Chemija: visiškų skirtumų lentelė

Toliau pateiktoje lentelėje dvi kompozicijos nustatomos greta, naudojant GB/T 3620.1 sistemoje taikomas ribas ir lygiaverčių klasių ASTM ribas. Visos vertės yra didžiausios, išskyrus atvejus, kai rodomas diapazonas. Titanas yra balansas abiem atvejais.

Ką tarpinio puslapio atotrūkis daro savybėms

Deguonies sumažinimas nuo 0,20 iki 0,13 procentų kainuoja apie 35–40 MPa tempimo stiprio, o 0,2 procento išeiga sumažėja panašiu kiekiu – nuo ​​828 MPa iki 795 MPa atkaitinto strypo sąlygomis. Tempimo pailgėjimas išlieka ne mažesnis kaip 10 procentų, tačiau plotas sumažėja iki minimumo 25 procentų, o reikšmingesnis yra atsparumas lūžiams, kuris paprastai padidėja 15–25 procentais. Nuovargio įtrūkimų augimo greitis mažėja, o nuovargio riba įpjovomis sąlygomis pagerėja. Dėl implanto, slėginio indo ar kaltinio komponento, kuris mato ciklinę apkrovą, beveik visada verta prekiauti. Paprastai tai nėra laikiklis, tvirtinimo detalė arba bendrai apdirbta dalis, daugiausia apkrauta statiniu įtempimu.

Apdorojamumas taip pat keičiasi. Abu lydiniai kalti tame pačiame temperatūros diapazone ir reaguoja į tą patį tirpalo apdorojimą ir senėjimo ciklą, tačiau TC4ELI turi siauresnį beta kalimo langą, nes mažesnis deguonies kiekis sumažina paviršiaus užterštumo toleranciją. Suvirinimas yra vienodai praktiškas abiem atvejais, dar kartą su įspėjimu, kad užterštos ELI medžiagos suvirinimas praranda visą kietumo pranašumą.

Specifikacijos ir gaminio formos

Kaltiniai strypai ir kalimo medžiagos TC4 užsakomos pagal titano lydinio strypų specifikaciją, o Kinijos strypų gaminiams taikomas GB/T 2965, o tarptautinis atitikmuo – ASTM B348 ir AMS 4928. Lakštai, juostelės ir plokštės atitinka GB/T 3621 Kinijos sistemoje, o ASTM B265 tarptautiniu mastu, o tarptautiniu mastu – AMS ir erdvėlaivių 4 lapai, naudojami kaip atskiri vamzdžiai. vamzdinės specifikacijos. Naudojant TC4ELI, medicinos ir implantų taikymą reglamentuoja ASTM F136 kaltiniam Ti-6Al-4V ELI ir ISO 5832-3, o aviacijos ELI klasė išduodama kaip AMS 4930. Atkreipkite dėmesį, kad ASTM F1472 apima įprastą intersticinį lydinį, skirtą chirurginiams implantams, o ASTM F1 6 versija neapima ASTM F13 versijos. pirkimo užsakymą.

Kaip nurodyti be dviprasmybių

Pirkimo užsakyme turi būti nurodytas lydinio pavadinimas, gaminio forma, taikoma specifikacija ir tarpinio puslapio klasė. Įrašant Ti-6Al-4V nenurodant, ar galioja ELI ribos, malūnas taip pat gali tiekti tiekimą, o gauta medžiaga gali išlaikyti tempimo bandymą, nors neatitiks tvirtumo reikalavimų, numatytų projekte. Sertifikate pirkėjas turi patikrinti deguonies, geležies, vandenilio ir terminio apdorojimo būklę. Kai nurodoma ir kiniška, ir tarptautinė specifikacija, deguonies riba yra ta sritis, kurioje du dokumentai dažniausiai nesutampa, o tvarka turėtų būti griežtesnė.

Dažnai užduodami klausimai

Q:Ar TC4 ir 5 klasė yra visiškai identiški?
A: Praktiniais tikslais jie yra lygiaverčiai sudėtimi, abu yra Ti-6Al-4V, kurių deguonies ribos yra 0,20 proc. Esama nedidelių skirtumų tarp leistinų trampinių elementų diapazonų ir bandymų tvarkaraščio, kurio reikalaujama kiekvienai specifikacijai, todėl lygiavertiškumas turėtų būti patvirtinamas lauke, o ne daromas prielaida.

Q:Ar galima TC4ELI pakeisti TC4 esamoje konstrukcijoje?
A: Paprastai jis yra saugus mažesnio deguonies kiekio kryptimi, nes stiprumas daugeliu atvejų išlieka didesnis nei projektinis minimumas, o kietumas pagerėja. Atvirkštinis pakeitimas yra pavojingas, nes konstrukcija, turinti tvirtumo ELI, gali sugesti, kai tiekiama įprastinė intersticinė medžiaga.

Q:Kodėl lydinio implanto versija sutraukia aliuminį ir deguonį?
A: Implantų specifikacijose aliuminio kiekis ribojamas iki 6,5 proc., o vanadis išlaikomas standartiniame diapazone, kad būtų išlaikytas nuoseklus biologinis suderinamumas ir mechaninis atsakas. ASTM F136 taiko tuos griežtesnius apribojimus implanto{3}lydiniui.

Q:Ar TC4ELI įrenginys skiriasi nuo TC4?
A: Pjovimo elgesys iš esmės panašus, nes kietumas ir šilumos laidumas yra artimi, tačiau mažesnis tarpinis turinys reiškia mažesnį įrankio briaunų šlifavimą ir šiek tiek geresnį paviršiaus vientisumą esant tais pačiais parametrams. Bet koks pranašumas prarandamas, jei paliekamas užterštas arba perkaitęs paviršiaus sluoksnis.

Q:Kokį lydinį pasirinkti kriogeniniam slėginiam indui?
A: ELI medžiagai dažniausiai teikiama pirmenybė esant labai žemai temperatūrai, nes kietumas yra pagrindinė savybė, o tarpinio puslapio turinys ją tiesiogiai valdo. Įprastas intersticinis lydinys išlieka priimtinas, kai įtempių lygis yra žemas, o projektinė temperatūra gerokai viršija sekcijos plastiškumo -iki-trapūs diapazoną.

Q:Ar projektuojant reikšmingas takumo ribos skirtumas?
A: Pereinant į ELI klasę, minimali 0,2 procento kompensavimo išeiga sumažėja nuo 828 MPa iki 795 MPa, tai yra maždaug 4 procentai. Projektavimo leistinos vertės nustatomos nuo minimumo, todėl sumažinimas turi būti atspindėtas įtempių analizėje, o ne traktuojamas kaip nereikšmingas.