Sự khác biệt giữa Titan Lớp 3 và Lớp 5

Titan cấp 3 và lớp 5 là hai vật liệu titan riêng biệt với sự khác biệt cơ bản trongloại hợp kim, thành phần hóa học, tính chất cơ học, đặc điểm hiệu suất và kịch bản ứng dụng. Dưới đây là một so sánh chi tiết:

1. Loại hợp kim lõi

Titan lớp 3: Phân loại làTitanium tinh khiết về mặt thương mại (CP Titanium). Nó không được xử lý, có nghĩa là thành phần của nó gần như tinh khiết (lớn hơn hoặc bằng 99,5% Ti) chỉ với một lượng tạp chất (ví dụ, oxy, sắt, carbon) để điều chỉnh các tính chất cơ bản.

Titan lớp 5: Được gọi làTi-6AL-4V (Hợp kim Titan với 6% nhôm và 4% vanadi), nó là hợp kim titan pha được sử dụng rộng rãi nhất. Không giống như lớp 3, nó được hợp kim với nhôm và vanadi để tăng cường đáng kể hiệu suất cơ học.

2. Thành phần hóa học

Hai lớp khác nhau mạnh mẽ trong trang điểm nguyên tố của họ, điều này trực tiếp thúc đẩy sự khác biệt về tài sản của họ.

Yếu tố	Titan lớp 3	Titan 5 (TI-6AL-4V, điển hình)
Titanium (TI)	Lớn hơn hoặc bằng 99,5% (cân bằng)	~ 88 trận90% (cân bằng)
Nhôm (AL)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,10% (tạp chất)	5,50 bóng6,75% (yếu tố hợp kim chính)
Vanadi (V)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05% (tạp chất)	3,50, 4,50% (yếu tố hợp kim chính)
Sắt (Fe)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,30% (tạp chất tối đa)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,30% (tạp chất tối đa)
Oxy (O)	0,18 Hàng0,25% (tạp chất được kiểm soát)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,20% (tạp chất tối đa)
Carbon (c)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08% (tạp chất tối đa)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08% (tạp chất tối đa)
Nitơ (N)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05% (tạp chất tối đa)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,05% (tạp chất tối đa)
Hydrogen (H)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,015% (tạp chất tối đa)	Nhỏ hơn hoặc bằng 0,015% (tạp chất tối đa)

3. Tính chất cơ học (điều kiện ủ, nhiệt độ phòng)

Hiệu suất cơ học là sự khác biệt quan trọng nhất, với Lớp 5 cung cấp sức mạnh cao hơn nhiều so với Lớp 3.

Tài sản	Titan lớp 3 (điển hình)	Lớp 5 Titanium (điển hình)	Sự khác biệt chính
Sức mạnh năng suất (bù 0,2%)	370	860 - 930 MPa (125 bóng135 ksi)	Lớp 5 là ~ 2x mạnh hơn về năng suất.
Độ bền kéo (cuối cùng)	480	900	Lớp 5 có sức mạnh cuối cùng cao hơn ~ 50 %60%.
Độ giãn dài khi nghỉ (50 mm GAGE)	15–25%	10–15%	Lớp 3 dễ uốn hơn (khả năng kéo dài tốt hơn).
Độ cứng (Brinell, HB)	110 bóng140 HB	300 trận350 HB	Lớp 5 khó hơn đáng kể (khả năng chống mài mòn tốt hơn).
Tỉ trọng	~ 4,51 g/cm³	~ 4,43 g/cm³	Gần như giống hệt nhau (cả nhẹ so với thép).

4. Đặc điểm hiệu suất chính

Điện trở nhiệt độ

Lớp 3: Limited High - Hiệu suất nhiệt độ. Sức mạnh của nó giảm nhanh trên 300 độ và khả năng chống oxy hóa của nó suy yếu (màng oxit trở nên xốp). Dài - Nhiệt độ dịch vụ hạn thường nhỏ hơn hoặc bằng 300 độ.

Lớp 5: Superior High - Độ ổn định nhiệt độ. Cấu trúc pha + (ổn định bởi AL và V) giữ lại cường độ lên tới 400 độ450. Nó phù hợp với thời gian ngắn - sử dụng thuật ngữ ở 500 độ, làm cho nó khả thi cho các thành phần nhiệt độ- cao (ví dụ: các bộ phận động cơ máy bay).

Kháng ăn mòn

Lớp 3: Kháng ăn mòn tuyệt vời trong môi trường nhẹ (khí quyển, nước biển, axit loãng) do màng thụ động tio₂ dày đặc. Tuy nhiên, nó dễ bị tổn thương trong việc ăn mòn/crevice trong môi trường mạnh (HCL tập trung, HNO₃ nóng).

Lớp 5: Khả năng chống ăn mòn chung tốt (tương tự như độ 3 trong môi trường nhẹ) nhưng khả năng chống ăn mòn cục bộ thấp hơn một chút (ví dụ, trong dung dịch clorua) so với titan nguyên chất. Nó đòi hỏi các phương pháp điều trị bề mặt bổ sung cho các điều kiện ăn mòn khắc nghiệt.

Khả năng hàn & khả năng hóa học

Lớp 3: Có khả năng hàn cao (không có bài - xử lý nhiệt hàn cần thiết cho hầu hết các ứng dụng) và có thể hình thành. Độ dẻo tốt của nó cho phép uốn, dập và vẽ - lý tưởng cho các bộ phận hình dạng-.

Lớp 5: Khả năng hàn kém. Hàn có thể gây ra sự hấp dẫn (do sự phân biệt vanadi) và yêu cầu kiểm soát quá trình nghiêm ngặt (ví dụ, che chắn Argon) và bài - xử lý nhiệt hàn (giảm căng thẳng) để khôi phục độ dẻo. Nó cũng ít hình thành hơn lớp 3 do sức mạnh cao hơn.

info-440-437 info-438-444

info-438-444 info-439-441

5. Kịch bản ứng dụng

Sự khác biệt về tính chất dẫn đến các trường hợp sử dụng hoàn toàn khác biệt:

Titan lớp 3

Tập trung vàoSức mạnh cân bằng, độ dẻo và khả năng chống ăn mònĐối với không - cao - Ứng dụng cường độ:

Thiết bị y tế: Mối cấy ghép nha khoa, vỏ dụng cụ chỉnh hình.

Xử lý hóa học: Thấp - bể áp suất, đường ống và van (đối với axit/nước biển loãng).

Kỹ thuật biển: Phần cứng thuyền nhỏ, nước biển - Các ống trao đổi nhiệt làm mát.

Cryogenics: Các thùng chứa khí chất lỏng (độ bền thấp tuyệt vời - độ bền nhiệt độ).

Titan lớp 5

Chiếm ưu thế trongCao - sức mạnh, trọng lượng nhẹ và cao vừa phải - Nhu cầu nhiệt độ:

Hàng không vũ trụ: Các thành phần cấu trúc máy bay (cánh, thân máy bay), lưỡi động cơ và ốc vít.

Phòng thủ: Thành phần tên lửa, tấm áo giáp.

Cấy ghép y tế: Tải - Các bộ phận chỉnh hình mang (thân cây hông, chân giả đầu gối) (sức mạnh cao phù hợp với yêu cầu tải xương).

Ô tô: Cao - Các bộ phận xe đua hiệu suất (ví dụ: các thành phần hệ thống treo) (nhẹ + cường độ cao).

Titan lớp 3 và lớp 5