Sự khác biệt giữa TC4 và TC4ELI của hợp kim titan

TC4 hợp kim titan là hợp kim titan loại α-β được Hoa Kỳ phát triển thành công vào năm 1954, chứa 6% nguyên tố ổn định α và 4% nguyên tố bền β V. Thành phần danh nghĩa của nó là nhôm tương đương 7.0, tương đương molypden 2.9 và chứa 10% 15% pha beta ở trạng thái ủ. Al cải thiện độ bền nhiệt độ phòng và đặc tính độ bền nhiệt của hợp kim bằng cách tăng cường dung dịch rắn pha α trong hệ Ti-Al-V, trong khi V là một trong số ít các nguyên tố hợp kim có thể cải thiện cả độ bền và độ dẻo trong hợp kim titan. Tác dụng có lợi của V đối với tính dẻo của hợp kim titan là nó không làm tăng tỷ lệ trục c / a của hầu hết các nguyên tố hợp kim giống mạng trạng thái α, nhưng làm giảm tỷ lệ, do đó làm tăng sự hình thành pha α và tránh sử dụng lâu dài. Quá trình này xảy ra hiện tượng lún hợp kim.

Các tính năng chính của hợp kim titan TC4 là hiệu suất toàn diện tuyệt vời và hiệu suất quá trình tốt. Nó có độ bền nhiệt độ phòng vừa phải và độ bền nhiệt độ cao, khả năng chống rão tốt và ổn định nhiệt, khả năng chống mỏi cao và chống lan truyền vết nứt trong nước biển, và độ bền đứt gãy thỏa đáng và khả năng chống ăn mòn ứng suất muối nhiệt, độ nhạy với hydro cũng nhỏ hơn so với Hợp kim TC2 và TC1. Nó thích hợp để sản xuất các bộ phận khác nhau làm việc trong phạm vi nhiệt độ rộng -196 ~ 450 ° C, đặc biệt là các bộ phận được thiết kế theo nguyên tắc giới hạn chịu thiệt hại. TC4 cũng có tính dẻo và siêu dẻo quá trình tuyệt vời, thích hợp để tạo hình bằng các phương pháp gia công áp lực khác nhau và hàn và gia công theo nhiều cách khác nhau.

Các dạng bán thành phẩm chính của TC4 hợp kim titan là thanh, rèn, tấm, tấm dày, biên dạng, dây, v.v., và cũng được sử dụng để đúc (ZTC4).

TC4ELI Hợp kim Titan

TC4ELI là phiên bản cải tiến của TC4, sự khác biệt chính là hàm lượng Al khác nhau và hàm lượng các nguyên tố xen kẽ Fe, N, H, O thấp hơn.

Hợp kim titan TC4ELI đã trở thành vật liệu cấy ghép trong y tế-phẫu thuật do tính tương thích sinh học tốt, mô đun đàn hồi thấp, mật độ thấp, chống ăn mòn tốt, không độc, cường độ năng suất cao, tuổi thọ bền lâu, và độ dẻo lớn ở nhiệt độ phòng và dễ tạo hình. vật liệu lý tưởng. Tấm hợp kim titan TC4ELI y tế chủ yếu được sử dụng để sửa chữa hộp sọ, thiết lập xương, v.v., có yêu cầu cao hơn về độ bền, tuổi thọ mỏi và độ dẻo của nó.

Hợp kim titan là hợp kim bao gồm các nguyên tố titan và các nguyên tố khác. Titan có hai loại tinh thể đẳng cấu: titan là một dạng đồng vị có nhiệt độ nóng chảy là 1668 ° C, và nó là một cấu trúc mạng lục giác xếp chặt chẽ dưới 882 ° C, được gọi là α-titan; trên 882 ° C, nó là tâm khối. Cấu trúc mạng tinh thể được gọi là beta-titan. Sử dụng các đặc tính khác nhau của hai cấu trúc trên của titan, các nguyên tố hợp kim thích hợp được thêm vào để thay đổi dần nhiệt độ chuyển pha và hàm lượng thành phần để thu được các hợp kim titan có cấu trúc khác nhau.

Trên cơ sở hợp kim TC4, hợp kim titan TC4 ELI làm giảm hàm lượng các nguyên tố xen kẽ C, O, N và nguyên tố tạp chất Fe, và độ bền bị giảm, nhưng khả năng và độ dẻo dai có thể được cải thiện đáng kể. TC4 ELI có độ dẻo tốt, độ dẻo dai, tính năng hàn tốt và hiệu suất ở nhiệt độ thấp, và được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực quan trọng như kỹ thuật nhiệt độ thấp, điều trị y tế, tàu thủy và máy bay.

Hợp kim TC4 có thể được sử dụng trong môi trường bình thường hoặc môi trường nhiệt độ cao, và hợp kim TC4 ELI có thể được sử dụng trong môi trường nhiệt độ cực thấp

Các lớp tương tự của TC4 hợp kim titan và hợp kim titan TC4ELI là T-6A-4V / Lớp 5 (Mỹ), BT 6 (Nga), IMI 318 (Anh), TiAI6V4 (Đức).

Sản xuất thiết bị y tế Trong cơ thể con người, các tổn thương xương khớp do chấn thương và khối u, khớp nhân tạo, đĩa xương và đinh vít được làm bằng titan và hợp kim titan, ngày nay được sử dụng rộng rãi trong thực hành lâm sàng. Cũng được sử dụng trong khớp háng (bao gồm cả đầu xương đùi), khớp gối, khớp khuỷu tay, khớp xương cánh tay, khớp liên não, xương hàm dưới, thân đốt sống nhân tạo (chỉnh hình cột sống), vỏ máy tạo nhịp tim, tim nhân tạo (van tim), cấy ghép nha khoa nhân tạo, titan-niken chỉnh hình răng và lưới titan trong tạo hình răng, v.v.

Titan và hợp kim titan đang ngày càng được chú ý do độ bền riêng cao, tính tương thích sinh học tốt và khả năng chống ăn mòn chất lỏng cơ thể tốt.

Ti 6Al-4V ELI là cấp của Ti 6Al-4V với khoảng cách cấu trúc nhỏ hơn, có thể đạt được độ dẻo dai tối đa và phù hợp với môi trường nước biển và nhiệt độ thấp. Loại hợp kim này thường được sử dụng trong điều kiện ủ. Ti 6Al-4V là một lựa chọn tốt cho cấy ghép y tế.

Quá trình sản xuất là: ủ thư giãn và làm mát không khí ở 900-120 độ F trong 1-4 giờ. Các thanh tròn và rèn được ủ kép, được ủ trong dung dịch ở nhiệt độ chuyển tiếp beta là 50-100 độ F, được giữ trong ít nhất 1 giờ và sau đó được làm mát bằng không khí, sau đó được làm nóng lại ở 1300-1400 độ F trong ít nhất 1 giờ, không khí- nguội lạnh. Ủ thư giãn thích hợp sau khi hàn