1 تیتانیوم درجه 6 چیست؟

تیتانیوم درجه 6 ، همچنین به عنوان مشخص شده استTI-5AL-2.5SNتحت سیستم شماره گذاری یکپارچه (UNS R54520) ، یک آلیاژ تیتانیوم نزدیک به آلفا است. این ماده به عنوان یک آلیاژ "تقریباً آلفا" طبقه بندی می شود زیرا ریزساختار آن تحت تأثیر فاز آلفا () در دمای اتاق با حداقل حضور بتا () است (به طور معمول)<5%). This alloy is engineered for مقاومت با دمای بالا و مقاومت عالی خزش(مقاومت در برابر تغییر شکل تحت استرس طولانی مدت در دمای بالا) ، و آن را از آلیاژهای آلفا بتا متداول تر مانند درجه 5 (TI-6AL-4V) متمایز می کند.

خصوصیات و برنامه های کلیدی:

ثبات در دمای بالا: این قدرت و یکپارچگی ساختاری قابل توجهی را تا حدود 593 درجه (1100 درجه فارنهایت) حفظ می کند ، و از بسیاری از نمرات تیتانیوم دیگر در محیط های دمای متوسط تا بالا استفاده می کند.

قابلیت جوشکاری عالی: بر خلاف برخی از آلیاژهای آلفا ، درجه 6 با استفاده از تکنیک های استاندارد جوشکاری تیتانیوم (به عنوان مثال ، جوش قوس تنگستن گاز/GTAW) با حداقل خطر ترک خوردگی جوش داده می شود ، اگرچه ممکن است برای بازگرداندن خواص کامل مکانیکی ، عملیات حرارتی پس از جوش (PWHT) لازم باشد.

مقاومت در برابر خوردگی خوب: این مقاومت در برابر خوردگی جوی ، آب دریا و بسیاری از مواد شیمیایی صنعتی ، مشابه سایر آلیاژهای تیتانیوم ، مقاومت شدیدی دارد ، اما مزیت اصلی آن به جای محیط های خوردگی شدید در عملکرد درجه حرارت بالا نهفته است.

کاربردهای معمولی: اجزای هوافضا (به عنوان مثال ، تیغه های کمپرسور موتور ، قطعات قاب هوا در معرض گرما) ، مبدل های حرارتی صنعتی و اتصال دهنده های درجه حرارت بالا-برنامه هایی که در آن قدرت پایدار در 300-600 درجه بسیار مهم است.

2. تیتانیوم درجه 6 چقدر قوی است؟

قدرت تیتانیوم درجه 6 توسط خصوصیات مکانیکی آن تعریف شده است ، که کمی بر اساس پردازش متفاوت است (به عنوان مثال ، آنیل شدن ، کار گرم) اما از استانداردهای صنعت پیروی می کند (به عنوان مثال ، ASTM B265 برای ورق/صفحه ، ASTM B348 برای میله ها). در زیر معیارهای اصلی قدرت آن برایوضعیت آنیل(رایج ترین حالت تأمین ، ارائه تعادل قدرت و انعطاف پذیری):

خاصیت مکانیکی	ارزش معمولی (آنیل)	واحد
قدرت عملکرد (0.2 ٪ جبران)	860–930	MPA
مقاومت کششی (نهایی)	930–1,000	MPA
کشیدگی (در 50 میلی متر)	10–15	%
کاهش منطقه	30–40	%

مقایسه قدرت متنی:

درجه 6 از درجه تیتانیوم از نظر تجاری خالص (CP) قوی تر است (به عنوان مثال ، درجه 2 دارای استحکام کششی 345 پوند MPa) اما کمی ضعیف تر از آلیاژ آلفا بتا درجه 5 (TI-6AL-4V ، مقاومت کششی 900-100 MPa در حالت آنیل شده) است.

مزیت قدرت منحصر به فرد آن نهفته استحفظ درجه حرارت بالا: در 500 درجه ، درجه 6 70 ~ از مقاومت کششی دمای اتاق خود را حفظ می کند ، در حالی که درجه 5 تنها 50 ٪ پوند را حفظ می کند. این امر باعث می شود که اجزای در معرض گرما که در آن درجه 5 نرم می شود ، ترجیح داده شود.

3. کلاه مقاومت کششی درجه 9 تیتانیوم است؟

تیتانیوم درجه 9 ، معروف بهTI-3AL-2.5V(UNS R56320) ، یک آلیاژ تیتانیوم آلفا بتا است که برای آن ارزش داردانعطاف پذیری عالی ، تشکیل و قابلیت جوشکاری-قدرت متوسط. استحکام کششی آن بستگی به وضعیت پردازش مواد (آنیل ، سرماخوردگی یا با گرما) دارد که وضعیت آنیل شده رایج ترین برای استفاده عمومی است.

مقاومت کششی با پردازش حالت:

وضعیت آنیل(استاندارد ASTM B265/B348):

قدرت کششی نهایی (UTS):620-720 MPa(90،000-104،000 psi).

این مقدار متداول است ، زیرا بازپرداخت تنش های داخلی را تسکین می دهد ، انعطاف پذیری (15-20 ~ ~) را به حداکثر می رساند و سازگاری را برای کاربردهایی مانند لوله یا ورق فلزی تضمین می کند.

وضعیت سرد کار(به عنوان مثال ، 10-30 ٪ کاهش سرما):

UTS افزایش می یابد760-900 MPa(110،000-130،000 PSI) به دلیل سخت شدن کرنش. با این حال ، انعطاف پذیری کاهش می یابد (8 تا 12 ٪ ~) ، بنابراین این حالت فقط برای مؤلفه هایی که نیاز به قدرت بالاتر و بدون جوشکاری دارند استفاده می شود (به عنوان مثال ، اتصال دهنده ها).

وضعیت تحت درمان با گرما(راه حل تحت درمان + پیری):

قدرت کششی می تواند به دست بیاورد790 - 860 MPA(114،000–125،000 psi) ، تعادل قدرت و انعطاف پذیری. این حالت کمتر از آنیل شدن است اما برای کاربردهای با کارایی بالا مانند لوله هیدرولیک هوافضا استفاده می شود.

مقاومت کششی درجه 9 از درجه 5 پایین تر است (TI-6AL-4V ، 900-1100 MPa آنیل شده) اما به طور قابل توجهی بالاتر از نمرات تیتانیوم CP (به عنوان مثال ، درجه 2: 345 MPa). تعادل مقاومت در برابر مقاومت آن ، آن را برای شکل گیری به شکل های پیچیده (به عنوان مثال ، خطوط سوخت هواپیما) که هم به استحکام و هم انعطاف پذیری نیاز دارند ، ایده آل می کند.

4. ترکیب شیمیایی تیتانیوم درجه 9 چیست؟

درجه 9 تیتانیوم (TI-3AL-2.5V ، UNS R56320) دارای یک ترکیب شیمیایی به خوبی تعریف شده توسط سازمانهایی مانند ASTM International (به عنوان مثال ، ASTM B265 برای محصولات مسطح ، ASTM B348 برای میله ها) و AMS (مشخصات مواد هوافضا) است. این ترکیب برای اطمینان از خصوصیات مکانیکی سازگار ، با تیتانیوم به عنوان عنصر تعادل ، کاملاً کنترل می شود.

ترکیب شیمیایی ASTM-Standard (با وزن ٪):

عنصر	حداقل (٪)	حداکثر (٪)	نقش در آلیاژ
تیتانیوم (TI)	تعادل	تعادل	فلز پایه ، ارائه خصوصیات اصلی آلیاژ (مقاومت سبک ، مقاومت در برابر خوردگی).
آلومینیوم (AL)	2.50	3.50	تثبیت کننده آلفا فاز اولیه ؛ مقاومت کششی و مقاومت خزش را افزایش می دهد.
وانادیوم (V)	2.00	3.00	تثبیت کننده بتا فاز ؛ انعطاف پذیری ، شکل پذیری و جوشکاری را بهبود می بخشد (از مراحل شکننده در هنگام خنک کننده جلوگیری می کند).
آهن (آهن)	-	0.25	ناخالصی ؛ برای جلوگیری از کاهش مقاومت در برابر خوردگی و انعطاف پذیری کنترل می شود.
کربن (ج)	-	0.08	ناخالصی ؛ محدود برای جلوگیری از تشکیل کاربید ، که می تواند باعث شستشو شود.
نیتروژن (N)	-	0.05	ناخالصی ؛ کنترل شده برای جلوگیری از اجزاء نیترید ، که قدرت خستگی را کاهش می دهد.
هیدروژن (H)	-	0.015	ناخالصی بحرانی ؛ محدودیت دقیق برای جلوگیری از آغوش هیدروژن (خطر عمده شکست در تیتانیوم).
اکسیژن (O)	-	0.15	ناخالصی ؛ مقادیر کمی می تواند آلیاژ را تقویت کند ، اما بیش از حد انعطاف پذیری را کاهش می دهد.

چرا این ترکیب؟

نسبت 3 ٪ آلومینیوم و 2.5 ٪ وانادیوم برای ایجاد یک ساختار آلفای بتا که ترکیبی است بهینه شده است:

توانایی آلومینیوم برای سخت شدن فاز آلفا (تقویت قدرت).

توانایی وانادیوم در تثبیت فاز بتا (تقویت قابلیت تشکیل و قابلیت جوشکاری).
این تعادل به همین دلیل است که درجه 9 اغلب آلیاژ تیتانیوم "کار" برای لوله ، اتصالات و مؤلفه هایی که نیاز به انعطاف پذیری شکل و قدرت متوسط دارند ، نامیده می شود.