Klassifizierung und Eigenschaften der Titanlegierung

Titanlegierungen sind Legierungen, die eine Mischung aus Titan und anderen chemischen Elementen enthalten. Diese Legierung hat eine sehr hohe Zugfestigkeit und Zähigkeit (selbst bei extremen Temperaturen). Sie sind leicht, haben einen außergewöhnlichen Korrosionsbeständigkeit und die Fähigkeit, extreme Temperaturen zu standhalten. Rohstoffe und Verarbeitung beschränken ihre Verwendung in militärischen Anwendungen, Flugzeugen, Raumfahrzeugen, Fahrrädern, medizinischen Geräten, Schmuck, Hochstresskomponenten wie Verbindungsstäben für teure Sportwagen sowie einige fortschrittliche Sportgeräte und die Verwendung von Unterhaltungselektronik.Obwohl "kommerziell reines" Titan über akzeptable mechanische Eigenschaften verfügt und in orthopädischen und zahnärztlichen Implantaten verwendet wurde, ist Titanium für die meisten Anwendungen mit geringen Mengen Aluminium und Vanadium, typischerweise 6% bzw. 4% nach Gewicht. Eine feste Löslichkeit, die sich mit der Temperatur erheblich variiert und sie in der Lage ist, eine Niederschlag zu stärken. Dieser Wärmebehandlungsprozess wird durchgeführt, nachdem die Legierung in ihre endgültige Form eingearbeitet wurde, aber bevor sie in Betrieb genommen wird .

Produktbeschreibungen:

• Produktname: Titanlegierblatt GR5 ASTM B265

• Dicke: 0,3-100 mm

• Breite: 20-1250 mm

• Länge: weniger als 6000 mm

• Form: Rechteck, Quadrat, Kreis, Diamant, angepasst

• Technik: Kalt, gerollt, heißer und kalt gerollt

• Grad: Gr1 Gr2 Gr3 Gr5 gr5 Gr1 Gr12 Gr23 TI6Al4V-ELI

• Standard: ASTM B265, ASME SB265, AMS4911, ASTM F136, ASTM F67

• Vorteil: Korrosionsbeständigkeit

• Material: reines oder legiertes Titanium

• Oberfläche: hell, poliert, pickling, saure Reinigung, Sandstrahlung

• Dichte: 4,51 kg/cm3

Kategorien

• Titanlegierungen sind im Allgemeinen in vier Kategorien unterteilt:

• Alpha-Legierungen, die nur neutrale Legierungselemente (wie Zinn) und/oder Alpha-Stabilisatoren (wie Aluminium oder Sauerstoff) enthalten. Diese sind nicht hitzebehandelbar.

• In der Nähe von Alpha -Legierungen enthalten kleine Mengen an duktilem Beta -Phase. Nahe Alpha-Legierungen werden zusätzlich zum Alpha-Phase-Stabilisator mit 1-2% Beta-Phasen-Stabilisatoren wie Molybdän, Silizium oder Vanadium legiert. Beispiele sind: Ti-6Al-2SN-4ZR-2MO, TI-5AL-5SN-2ZR-2MO, IMI 685, TI 1100.

• Alpha- und Beta -Legierungen, die metastabil sind, enthalten normalerweise eine Kombination aus Alpha- und Beta -Stabilisatoren und können Wärme behandelt werden. Beispiele sind: Ti-6Al-4V, Ti-6Al-4V-ELI, Ti-6Al-6V-2SN, Ti-6Al-7NB.

• Beta- und Nah-Beta-Legierungen, die metastabil sind und genügend Beta-Stabilisatoren (wie Molybdän, Silizium und Vanadium) enthalten, um die Beta-Phase beim Löschen zu ermöglichen, und auch Lösung behandelt und gealtert werden können, um die Festigkeit zu erhöhen. Examples umfassen: TI-10V-2FE-3Al, TI-29NB-13TA-4,6ZR, TI-13V-11CR-3AL, TI-8MO-8V-2FE-3Al, Beta C, Ti-15-3.

Beta-Titanium

Beta titanium alloys exhibit the BCC allotropic form of titanium, known as beta.The elements used in this alloy are one or more of the following elements, but with varying amounts of titanium.These are molybdenum, vanadium, niobium, tantalum, zirconium, manganese , Eisen, Chrom, Kobalt, Nickelkupfer.Titanlegierungen haben eine hervorragende Formbarkeit und sind leicht zu schweißen.β -Titanium wird jetzt hauptsächlich auf dem Gebiet der Kieferorthopädie verwendet und wurde 1980 in der Kieferorthopädie verwendet. Diese Art der Legierung hat in einigen Verwendungszwecken Edelstahl ersetzt, was seit den 1960 18-8 Austenitischer Edelstahl, größere elastische Ablenkung der Feder und eine 2,2-fache Reduktion der Kraft pro Einheit Verschiebung als Geräte.Einige β-Titan-Legierungen können bei niedriger Temperatur oder unter dem Einfluss der ionisierenden Strahlung in harte und spröde hexagonale Omega-Titanium umgewandelt werden.

Eigenschaften

Im Allgemeinen ist das β-Phasen-Titan die duktilere Phase, während die α-Phase aufgrund der höheren Anzahl von Schlupfebenen in der BCC-Struktur der β-Phase im Vergleich zur HCP-α-Phase stärker, aber weniger duktil ist. α-β-Phase-Titanium weist dazwischen mechanische Eigenschaften auf.Titandioxid löst sich in Metallen bei hohen Temperaturen auf und seine Bildung ist sehr dynamisch. Diese beiden Faktoren bedeuten, dass alle außer dem am meisten sorgfältig gereinigten Titan eine signifikante Menge an gelöstem Sauerstoff enthalten und daher als TI-O-Legierung angesehen werden können. (wie oben), reagieren Sie jedoch nicht gut auf die Wärmebehandlung und können die Zähigkeit der Legierung verringern.Viele Legierungen enthalten auch Titan als kleines Additiv, aber da Legierungen normalerweise nach den Elementen klassifiziert werden, aus denen der Großteil des Materials besteht, werden sie normalerweise nicht als "Titanlegierungen" betrachtet.Titan allein ist ein starkes Lichtmetall. Es ist stärker als gewöhnlicher Weichstahl, wiegt jedoch 45% weniger. Es ist auch doppelt so stark wie schwächere Aluminiumlegierungen, aber nur 60% schwerer. Titanium hat eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit gegen Meerwasser, daher wird es Propellerwellen, Takelage und andere Teile von Booten verwendet, die Meerwasser ausgesetzt sind. Raketen und Raketen, bei denen Festigkeit, geringes Gewicht und Hochtemperaturwiderstand wichtig sind. Zusätzlich, da Titan nicht im menschlichen Körper reagiert, können Titan und seine Legierungen in künstlichen Gelenken, Schrauben, Platten für Frakturen und andere biologische Implantate verwendet werden.

Titannoten

Der ASTM International Standard für nahtlosen Schläuchen für Titan- und Titanlegierungen zitiert die folgenden Legierungen und erfordert die folgenden Behandlungen:"Legierungen können wie folgt geliefert werden: Klassen 5, 23, 24, 25, 29, 35 oder 36 geglüht oder gealtert; Klassen 9, 18, 28 oder 38 Kälte und Stress entlastet oder geglüht; Klasse 9, 18,, 23, 28 oder 29 Transformed-Beta-Zustand; und Klassen 19, 20 oder 21 Lösungen behandelt oder lösungsbehandelt und gealtert. ""Anmerkung 1 - Klassen -H -Materialien sind identisch mit den entsprechenden numerischen Noten (d. H. Klasse 2H = Klasse 2), mit Ausnahme einer höher garantierten Mindest -UTS, und kann immer nachgewiesen werden, dass sie den Anforderungen ihrer entsprechenden numerischen Noten entsprechen.Class 2H , 7h, 16h und 26h werden hauptsächlich in Druckbehältern verwendet. ""Klasse H wurde auf Anfrage von Benutzerverbänden hinzugefügt, basierend auf einer Studie mit mehr als 5.200 kommerziellen Klasse 2, 7, 16 und 26 Testberichten, von denen mehr als 99% eine Mindest -UTS von 58 KSI erfüllten. "

1. Klasse

Es ist die duktilste und weichste Titanlegierung. Es ist eine gute Lösung für kalte Formen und korrosive Umgebungen. ASTM/ASME SB-265 bietet Standards für kommerziell reines Titanblatt und Platte.

2. Klasse

Reines Titan, Standard -Sauerstoff.

2H -Ebene.

Unlegiertes Titan (Grad 2, Mindest UTS 58 KSI).

Dritte Klasse

Unlegiertes Titan, mittlerer Sauerstoff.

Die Klassen 1-4 werden nicht adloyiert und als kommerziell rein oder "CP " angesehen. Typischerweise steigen die Zug- und Ertragsstärken dieser "reinen" Noten mit dem Grad. Der Unterschied in ihren physikalischen Eigenschaften liegt hauptsächlich auf die Menge an interstitiellen Elementen zurück. Schweißen ist wichtig.

Klasse 5 ist auch als Ti6al4V, Ti-6Al-4V oder Ti 6-4 bekannt.Nicht zu verwechseln mit Ti-6Al-4V-ELI (Grad 23), der am häufigsten verwendeten Legierung. Die chemische Zusammensetzung ist 6% Aluminium, 4% Vanadium, 0,25% (maximal) Eisen, 0,2% (maximal) Sauerstoff und das Balance Titanium.es ist viel stärker als kommerziell reines Titan (Klassen 1-4), während die gleiche Steifheit und die gleichen thermischen Eigenschaften (ohne thermische Leitfähigkeit, Grad 5 TI etwa 60% niedriger ist als CP Ti). Vorteile, es ist hitzebehändigbar. Diese Klasse ist eine hervorragende Kombination aus Festigkeit, Korrosionsbeständigkeit, Schweißbarkeit und Herstellung.