مقارنة بين سبائك التيتانيوم - Ti-6Al-4V (الدرجة 5) و Ti-3Al -2.5V (الدرجة 9) / UNS R56400 و UNS R56320
الصف 9 Ti 3Al 2.5V سبيكةهي سبيكة من نوع ألفا بيتا تم تحسين قوتها مقارنة بدرجات التيتانيوم النقي تجارياً.تتميز هذه الدرجة أيضًا بمقاومة ممتازة للتآكل وقابلية للتشكيل وقابلية اللحام.
سبيكة من الدرجة 5 Ti-6Al-4Vهو الأكثر استخدامًا من بين جميع درجات التيتانيوم.إنها سبيكة للأغراض العامة متوسطة إلى عالية القوة.يشار إليها أيضًا باسم سبيكة ألفا بيتا.هذه السبيكة قابلة للمعالجة بالحرارة بالكامل في أقسام يصل قياسها إلى 15 مم.يمكن تسخينه حتى 400 درجة مئوية (750 درجة فهرنهايت) ، وله خصائص شد جيدة في درجة حرارة الغرفة ، ومقاومة الزحف حتى 325 درجة مئوية وقوة إجهاد جيدة جدًا.ومن المعروف أيضًا أنها شديدة المقاومة للتآكل العام في مياه البحر.
الصف 5 Ti-6Al-4Vلوح 2 مم وفقًا لـ AMS 4911
الصف 9 Ti 3Al 2.5Vأنبوب غير ملحوم حسب ASTM B338
آلية
GR5-على الرغم من قوتها ، يمكن تشكيل سبيكة Ti-6Al-4V من الدرجة 5 باستخدام الكمية المناسبة من تدفق سائل التبريد والسرعات البطيئة ومعدلات التغذية العالية.يجب استخدام الأدوات عالية السرعة لأدوات هذه السبيكة وأنواع الأدوات الموصى بها هي تسميات كربيد التنجستن C1-C4 أو تعتمد على الكوبالت.
GR9-على الرغم من قوتها ، يمكن تشكيل سبيكة 9 Ti 3Al 2.5V باستخدام الكمية المناسبة من تدفق سائل التبريد والسرعات البطيئة ومعدلات التغذية العالية.يجب استخدام الأدوات عالية السرعة لأدوات هذه السبيكة وأنواع الأدوات الموصى بها هي تسميات كربيد التنجستن C1-C4 أو القائمة على الكوبالت.
تشكيل
Gr5-يمكن أن تكون سبائك الصف 5 Ti-6Al-4V ساخنة أو باردة.تتضمن تقنيات التشكيل الضغط المائي أو المطرق أو المطرقة.
GR9-يمكن أن تكون سبيكة الصف 9 Ti 3Al 2.5V ساخنة أو باردة باستخدام تقنيات الضغط المائي أو فرامل الطاقة أو طرق المطرقة المطولة أو المتساقطة.
اللحام
Gr5-تم تصنيف قابلية اللحام لسبائك Ti-6Al-4V من الدرجة 5 على أنها مقبولة.
GR9-تم تصنيف Weldabilty من سبيكة الصف 9 Ti 3Al 2.5V على أنها جيدة.
التلدين
Gr5-يمكن إجراء التلدين بالحبس عند 732 درجة مئوية (1350 درجة فهرنهايت) بين 1/4 و 4 ساعات ، ثم يتم تبريد الفرن إلى 566 درجة مئوية (1050 درجة فهرنهايت) متبوعًا بتبريد الهواء.في حالة المطروقات والقضبان ، لا يلزم تبريد الفرن.
GR9-يمكن تلدين المادة بالكامل عند 593-760 درجة مئوية (1100-1400 درجة فهرنهايت) لمدة 3 ساعات ، ثم تبريدها بالهواء.لتخفيف الضغط ، يجب تسخين المادة إلى 316-649 درجة مئوية (600-1200 درجة فهرنهايت) لمدة 3 ساعات وتبريدها بالهواء.
المعالجة الحرارية
Gr5-تتم معالجة المحلول للمادة عند 904-954 درجة مئوية (1660-1750 درجة فهرنهايت) لمدة ساعتين ، تليها عملية إخماد الماء.
GR9-يجب أن تكون المادة عبارة عن محلول معالج بالحرارة إلى 871-927 درجة مئوية (1600-1700 درجة فهرنهايت) ، ثم يتم الاحتفاظ به لمدة 15-20 دقيقة ويتم إخماده بالماء.
صقل
Gr5-يجب إجراء عملية تزوير خشنة من سبيكة Ti-6Al-4V من الدرجة 5 عند 982 درجة مئوية (1800 درجة فهرنهايت) ، والانتهاء عند 968 درجة مئوية (1750 درجة فهرنهايت).
Gr9-يمكن إجراء عملية تزوير خشنة عند 900 درجة مئوية (1650 درجة فهرنهايت) وإكمالها عند 843 درجة مئوية (1550 درجة فهرنهايت).
العمل الساخن
Gr5-العمل على الساخن يعزز ليونة المادة الكلية.
Gr9-العمل على الساخن يعزز ليونة المادة الكلية.
العمل الباردة
Gr5-ميزات العمل البارد لهذه المادة هي نفسها تلك الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المعتدل.يوصى بالتلدين بعد العمل لاستعادة خصائص الأداء المواتية.
Gr9-ميزات العمل البارد لهذه المادة هي نفس خصائص الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي.يوصى بالتلدين بعد العمل لاستعادة خصائص الأداء المواتية.
شيخوخة
Gr5-يمكن إجراء تقادم سبيكة Ti-6Al-4V من الدرجة 5 عند 538 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت) لمدة 4 ساعات ، ثم تبريدها بالهواء.
Gr9-بالنسبة لسبائك التقادم من الدرجة 9 Ti 3Al 2.5V ، يجب تسخين المادة إلى 482-510 درجة مئوية (900-950 درجة فهرنهايت) لمدة 2 إلى 8 ساعات ثم تبريدها بالهواء.
التطبيقات
Gr5-سبائك Ti-6Al-4V من الدرجة 5 هي سبيكة تيتانيوم شائعة وتستخدم على نطاق واسع في العديد من الصناعات بما في ذلك الصناعات الفضائية وتوليد الطاقة والصناعات البحرية والصناعات البحرية.
Gr9-يتم استخدام سبائك الصف 9 Ti 3Al 2.5V في مجالات التطبيق التالية:
- للأنابيب في الطائرات والأنظمة الهيدروليكية للمحرك
- نوادي الجولف ومضارب التنس
- دراجات الأداء
ميزات العمل البارد لهذه المادة هي نفسها تلك الموجودة في الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المعتدل.يوصى بالتلدين بعد العمل لاستعادة خصائص الأداء المواتية.
جداول المقارنة للخصائص الميكانيكية والتركيب الكيميائي
| الخصائص الميكانيكية | |||
| درجة | طول الشد MPA (دقيقة) | قوة الغلة MPA (دقيقة) | استطالة٪ (دقيقة) |
| Gr5 / UNS R56200 | 895 | 828 | 10 |
| Gr9 / UNS R56320 | 620 | 483 | 15 |
| التركيب الكيميائي | ||||||||
| درجة | عناصر comtent٪ (حد أقصى) | |||||||
| الحديد | ا | ن | ج | ح | ال | فرجينيا | تي | |
| Gr5 / UNS R56200 | 0.4 | 0.2 | 0.05 | 0.08 | 0.015 | 5.5-6.75 | 3.5-4.5 | توازن |
| Gr9 / UNS R56320 | 0.25 | 0.15 | 0.03 | 0.08 | 0.015 | 2.5-3.5 | 2.0-3.0 | |
المواد المكافئة لسبائك Ti-6Al-4V من الدرجة 5والصف 9 Ti 3Al 2.5V سبيكةهم كالآتي:
| Gr5 | AMS 4928 | AMS 4965 | AMS 4967 | MIL T-81915 | MIL T-9046 |
| AMS 4920 | AMS 4954 | ASTM B265 | MIL T-81556 | MIL T-9047 | |
| AMS 4911 | AMS 4935 | ASTM B348 | MIL F-83142 | SPS M618 | |
| AMS 4906 | AMS 4934 | ASTM B381 | GE C50TF12 | DMS 1570 | |
| AMS 4905 | AMS 4930 | DIN 3.7164.2003 | |||
| Gr9 | AMS 4943 | AMS 4944 | AMS 4954 | ASTM B337 | |
| ASTM B338 | ASTM B348 | ASTM B381 | ASTM B265 | ||
| GE B50TF117 | MIL T-9046 | MIL T-9047 | PWA 1260 | DMS 2241 |
الخصائص الحرارية لسبائك Ti-6Al-4V من الدرجة 5والصف 9 Ti 3Al 2.5V سبيكة هي مجدولة أدناه.
| ملكيات | قياس | إمبراطوري | |
| الصف 5 Ti 6Al 4V | كفاءة التمدد الحراري (@ 0.000-100 درجة مئوية / 32-212 درجة فهرنهايت) | 9 ميكرومتر / م درجة مئوية | 5 µin / in درجة فهرنهايت |
| توصيل حراري | 6.60 واط / م ك | 45.8 وحدة حرارية بريطانية في / ساعة. قدم². درجة فهرنهايت | |
| الصف 9 Ti 3Al 2.5V | كفاءة التمدد الحراري (@ 20-95 درجة مئوية / 68-203 درجة فهرنهايت) | 9.61 ميكرومتر / م درجة مئوية | 5.34 µin / in درجة فهرنهايت |
| توصيل حراري | 8.30 واط / مللي كلفن | 57.6 وحدة حرارية بريطانية في / ساعة. قدم². درجة فهرنهايت |