Płytka tytanowa Eli-6al-4V klasy 5

Ti-6Al-4V, znany również jako TC4, to stop składający się z 90% tytanu (Ti), 6% aluminium (Al) i 4% wanadu (V).Jest znacznie mocniejszy niż czysty tytan ze względu na kilka kluczowych czynników:

1. Elementy stopowe: Dodatek aluminium i wanadu w stopie Ti-6Al-4V wprowadza mechanizmy wzmacniania roztworem stałym i utwardzania wydzieleniowego.Aluminium tworzy stały roztwór z tytanem, zwiększając wytrzymałość materiału.Wanad wytrąca się w osnowie tytanu, dodatkowo wzmacniając stop.Te pierwiastki stopowe zwiększają ogólną wytrzymałość i twardość Ti-6Al-4V w porównaniu z czystym tytanem.

2. Struktura krystaliczna: Czysty tytan ma sześciokątną strukturę krystaliczną o gęstym upakowaniu (HCP), która ogranicza jego zdolność do odkształcania plastycznego.Natomiast Ti-6Al-4V ma mieszaninę struktur krystalicznych HCP i sześciennych struktur skupionych wokół ciała (BCC) ze względu na obecność pierwiastków stopowych.Ta dwufazowa mikrostruktura zapewnia większą ciągliwość i lepsze zachowanie przy odkształceniach, co prowadzi do zwiększonej wytrzymałości i wytrzymałości.

3. Kontrola wielkości ziarna: Pierwiastki stopowe w stopie Ti-6Al-4V pomagają kontrolować wielkość ziarna podczas procesu produkcyjnego.Mniejsze rozmiary ziaren przyczyniają się do zwiększenia wytrzymałości i twardości.Dodatek aluminium i wanadu pomaga udoskonalić strukturę ziaren, dzięki czemu materiał jest mocniejszy w porównaniu z czystym tytanem.

4. Wzmacnianie w roztworze stałym: Mechanizm wzmacniania w roztworze stałym zachodzi, gdy pierwiastki stopowe rozpuszczają się w osnowie tytanowej, powodując zniekształcenia sieci i utrudniając ruch dyslokacyjny.Atomy aluminium i wanadu w stopie Ti-6Al-4V tworzą z tytanem stały roztwór, zwiększając wytrzymałość i twardość materiału.

5. Hartowanie wydzieleniowe: Obecność wanadu w stopie Ti-6Al-4V pozwala na utwardzanie wydzieleniowe.Podczas obróbki cieplnej atomy wanadu tworzą w osnowie tytanu wydzielenia, które dodatkowo wzmacniają stop, utrudniając ruchy dyslokacyjne i zwiększając odporność materiału na odkształcenia.

Ogólnie rzecz biorąc, połączenie pierwiastków stopowych, struktury kryształów, kontroli wielkości ziaren oraz mechanizmów wzmacniania roztworem stałym i utwardzania wydzieleniowego w stopie Ti-6Al-4V znacznie zwiększa jego wytrzymałość w porównaniu z czystym tytanem.To sprawia, że ​​Ti-6Al-4V jest preferowanym wyborem w zastosowaniach, w których wymagana jest wysoka wytrzymałość, odporność na korozję i niewielka waga, takich jak przemysł lotniczy, motoryzacyjny i biomedyczny.