TI-6AL-4V được tạo ra như thế nào-kiến thức

1. TI-6AL-4V được thực hiện như thế nào?

Ti-6AL-4V, hợp kim titan bao gồm 90% titan, 6% nhôm và 4% vanadi, được sản xuất thông qua quy trình nhiều bước để đảm bảo kiểm soát chính xác thành phần và cấu trúc vi mô của nó. Đây là một sự cố chi tiết:

Khai thác quặng: Titanium chủ yếu có nguồn gốc từ quặng như ilmenite (fetio₃) và rutile (tio₂). Những quặng này được khai thác và sau đó được xử lý để loại bỏ tạp chất.

Titanium Sponge Sản xuất: Quặng được chuyển đổi thành titan tetrachloride (TICL₄) thông qua clo hóa. Sau đó, Ticl₄ được giảm bằng cách sử dụng magiê (quá trình kroll) hoặc natri (quá trình thợ săn) trong bầu khí quyển trơ (argon) để tạo ra "miếng bọt biển titan" xốp-một dạng titan thuần túy.

Hợp kim: Miếng bọt biển titan được kết hợp với nhôm và vanadi theo tỷ lệ chính xác (6% AL, 4% V theo trọng lượng) trong lò nung cầu không chân không (var) hoặc lò nóng nóng chảy (EBM). Bước nóng chảy này đảm bảo phân bố đồng đều các yếu tố hợp kim và loại bỏ khí (ví dụ: oxy, nitơ) có thể làm suy yếu vật liệu.

Xử lý: Thôi hợp kim hóa rắn được làm việc nóng (giả mạo, cuộn hoặc đùn) ở nhiệt độ cao (thường là 800 thép1000) để định hình nó thành các dạng mong muốn (tấm, thanh, ống) và tinh chỉnh cấu trúc hạt của nó, tăng cường tính chất cơ học.

Điều trị nhiệt: Phương pháp xử lý nhiệt cuối cùng (ví dụ, ủ ở 700 độ900, sau đó là làm mát) được áp dụng để tối ưu hóa sức mạnh, độ dẻo và khả năng chống mỏi bằng cách kiểm soát cấu trúc vi mô của hợp kim (ví dụ, tạo thành hỗn hợp và pha).

2. TI-6AL-4V mạnh đến mức nào?

Ti-6AL-4V nổi tiếng với tỷ lệ sức mạnh trên trọng lượng đặc biệt của nó, làm cho nó trở thành một yếu tố chính trong các ứng dụng hiệu suất cao. Các tính chất cơ học của nó thay đổi một chút dựa trên quá trình xử lý (ví dụ, được ủ so với giải pháp được xử lý và già), nhưng các giá trị điển hình bao gồm:

Độ bền kéo: 860 - 930 MPa (125.000135.000 psi) trong điều kiện ủ. Điều này có thể tăng lên ~ 1100 MPa (160.000 psi) khi xử lý nhiệt (ví dụ: -anngere).

Sức mạnh năng suất: 800 bóng850 MPa (116.00012123.000 psi) khi được ủ, tăng lên ~ 1000 MPa (145.000 psi) sau khi tăng cường xử lý nhiệt.

Kéo dài (độ dẻo): 10 trận15% ở trạng thái ủ, đảm bảo nó có thể biến dạng mà không bị gãy dưới tải.

Sức mạnh mệt mỏi: Khoảng 400 MP500 MPa (58.000 Mạnh72.000 psi) cho tải theo chu kỳ dài hạn, quan trọng đối với hàng không vũ trụ và cấy ghép y tế.

Để đặt điều này trong bối cảnh: TI-6AL-4V mạnh hơn nhiều thép (ví dụ: một số thép carbon) trong khi nhẹ hơn khoảng 40%. Nó giữ lại sức mạnh ở nhiệt độ cao (lên tới ~ 400 độ) và chống ăn mòn, tăng cường hơn nữa tiện ích của nó.

3. TI-6AL-4V có đắt không?

Có, TI-6AL-4V tương đối đắt tiền so với các kim loại thông thường như thép hoặc nhôm, do một số yếu tố:

Sản xuất phức tạp: Trích xuất titan từ quặng và tinh chế nó thành một miếng bọt biển tinh khiết là tốn nhiều năng lượng và tốn kém. Quá trình Kroll, ví dụ, chậm và đòi hỏi nhiệt độ cao và khí quyển trơ.

Hợp kim và xử lý: Thêm nhôm và vanadi (cả kim loại tốn kém) và các bước làm việc/làm việc chuyên dụng (ví dụ, xử lý chân không) thúc đẩy chi phí sản xuất.

Khả năng mở rộng: Sản xuất titan ít có thể mở rộng hơn so với thép hoặc nhôm, hạn chế cung cấp và giữ giá cao.

Mặc dù chi phí, sự kết hợp độc đáo của sức mạnh, độ nhẹ và khả năng chống ăn mòn của nó biện minh cho việc sử dụng nó trong các ứng dụng quan trọng như hàng không vũ trụ (khung máy bay, thành phần động cơ), cấy ghép y tế (thay thế chung) và thiết bị thể thao hiệu suất cao.