השם הנפוץ המוכר ביותר לסגסוגת הטיטניום Ti-6AL-4V הואטיטניום כיתה 5(מקוצר לעתים קרובות ל"טיי כיתה 5 "בהקשרים תעשייתיים). ייעוד זה אינו שרירותי - הוא מוגדר על ידי תקני חומר גלובליים (כמו ASTM סטנדרטים בינלאומיים, EG, ASTM B265 עבור גיליון טיטניום/צלחת, ASTM B348 עבור סורגי טיטניום, ו- AMS 4928 עבור Aperospace -} kordy and and and spectify thisify thisify to alloy זה אינו.
Ti - 6AL - 4V מרוויח את מעמדו כ"דרגה 5 "בגלל היותו הסגסוגת המגוונת והנפוצה ביותר של טיטניום ברחבי העולם. ההרכב שלה - 6% אלומיניום (מה שמגביר את החוזק והיציבות) ו -4% ונדיום (המשפר את המדרגות ומפחית את האבוליות) - מכה במאזן מכני של תכונות מכניות (חוזק גבוה {} רכיבי מנוע מטוסים, מבני מסגרת אוויר), מכשירים רפואיים (למשל, שתלים אורטופדיים, מגני שיניים), רכב (חלקים בעלי ביצועים גבוהים) והנדסה ימית (רכיבים עמידים בפני קורוזיה). בניגוד לציוני טיטניום טהורים (למשל, כיתה ב ') או סגסוגות אחרות, התווית "כיתה 5" של TI-6AL-4V מובנת באופן אוניברסלי בייצור, שרשראות אספקה ועיצוב הנדסי כדי להפנות ספציפית להרכב 6AL-4V זה.
חוזק התשואה של Ti - 6AL-4V אינו ערך קבוע-זה משתנה באופן משמעותי על סגסוגת הסגסוגתמצב עיבוד(שקובע את המיקרו -מבנה שלו) ובמידה פחותה, צורתו (למשל, סדין, סרגל, זיוף). חוזק התשואה הוא קריטי בהנדסה מכיוון שהוא מייצג את הלחץ בו החומר מתחיל להתעוות לצמיתות (עיוות פלסטי), ולא סתם באלסטית (עיוות ניתן לשחזור). להלן טווחי חוזק התשואה האופייניים עבור מצבי העיבוד הנפוצים ביותר של TI-6AL-4V, המתוארים עם תקני התעשייה (למשל, ASTM, AMS):
חוטף Ti-6Al-4V:
חישול כרוך בחימום הסגסוגת לטמפרטורה מתחת לבטא - טרנסוס (בדרך כלל 700–800 מעלות, או 1292–1472 מעלות ו) ואחריו קירור איטי. תהליך זה מרכך את החומר, משפר את המגרש ויוצר מיקרו -מבנה "אלפא - בטא" אחיד (תערובת של שלבי אלפא ובטא טיטניום).
כוח תשואה אופייני:860 mpa עד 930 MPa(שווה ערך ל 124,700 psi ל- 134,900 psi).
דוגמה למפרט סטנדרטי: ASTM B265 דורש חוזק תשואה מינימלי של 860 MPA עבור גיליון/צלחת Ti-6AL-4V מבוטל.
פתרון - מטופלים ומיושנים (STA) Ti-6AL-4V:
תהליך ה- STA כולל שני שלבים: (1) "טיפול בפתרון" - חימום הסגסוגת מעל הבטא - טרנסוס (≈995 מעלות, או 1823 מעלות F) כדי להמיר אותו לשלב בטא בודד, ואז להרוות (קירור מהיר) כדי ללכוד את שלב הבטא בשלב החדר; (2) "הזדקנות" - מחממים מחדש לטמפרטורה נמוכה יותר (480–595 מעלות, או 896–1103 מעלות ו) כדי לזרז את אלפא עדין- חלקיקי פאזה בתוך מטריצת הבטא. זה יוצר מיקרו -מבנה חזק יותר וקשה יותר.
כוח תשואה אופייני:1,030 MPA עד 1,100 מגה -פ"ס(שווה ערך ל 149,400 psi ל- 159,500 psi).
דוגמה מפרט סטנדרטי: AMS 4928 (Aerospace - STA TI-6AL-4V כיתה) מחייב חוזק תשואה מינימלי של 1,034 MPa (150,000 psi).
HOT - עבד Ti-6AL-4V:
עבודה חמה (למשל, זיוף, גלגול בטמפרטורות מעל 600 מעלות, או 1112 מעלות ו) מתעוות את הסגסוגת בזמן שהוא רקיע, ומכלול את מבנה התבואה שלה. כוח התשואה כאן נופל בין מדינות STA לבין STA.
כוח תשואה אופייני:900 מגפ"ס עד 980 מגפ"ס(שווה ערך ל 130,500 psi ל- 142,100 psi).
חשוב לציין כי וריאציות קלות עשויות להתרחש בין היצרנים כתוצאה מהבדלים עדינים בטוהר חומרי הגלם, פרמטרי עיבוד (למשל, חישול זמן/טמפרטורה) או שיטות בדיקה (למשל, גיאומטריה של דגימת מבחן מתיחה לכל ASTM E8).
חוזק מתיחה (נקרא גם חוזק מתיחה אולטימטיבי, UTS) הוא הלחץ המרבי שחומר יכול לעמוד לפני שבר תחת מתח. כמו חוזק התשואה, חוזק המתיחה של Ti-6Al-4V תלוי מאודמצב עיבוד(מיקרו -מבנה) וצורה. להלן טווחי חוזק המתיחה האופייניים למדינות עיבוד מפתח, התואמות את התקנים העולמיים בתעשייה:
חוטף Ti-6Al-4V:
אלפא - של המצב המוחלט של מיקרו -מבנה בטא מתעדף משיכות וקשיחות על פני חוזק מרבי, אך הוא עדיין מציע חוזק מתיחה גבוה ביחס למתכות רבות (למשל, סגסוגות אלומיניום, פלדת פחמן).
חוזק מתיחה אופייני:930 MPA עד 1,000 MPA(שווה ערך ל 134,900 psi ל- 145,000 psi).
דרישה סטנדרטית: ASTM B265 מציין חוזק מתיחה מינימלי של 930 MPa עבור גיליון/צלחת Ti-6AL-4V מבולבל.
פתרון - מטופלים ומיושנים (STA) Ti-6AL-4V:
חלקיקי האלפא המשקעים של תהליך ה- STA מחזקים משמעותית את מטריצת הבטא, מה שמוביל לחוזק מתיחה הגבוה ביותר בקרב Ti - 6AL - 4V מדינות-קריטי ליישומים בעלי עומס גבוה כמו מהדקים אוויריים או שתלים רפואיים.
חוזק מתיחה אופייני:1,100 מגפ"ס עד 1,170 מגפ"ס(שווה ערך ל 159,500 psi ל- 169,700 psi).
דרישה סטנדרטית: AMS 4928 דורש חוזק מתיחה מינימלי של 1,103 MPa (160,000 psi) עבור STA-6AL-4V.
HOT - עבד Ti-6AL-4V:
עבודה חמה מעדפת את גודל התבואה ומיישרת שלבים מיקרו -מבניים, וכתוצאה מכך חוזק מתיחה שהוא גבוה מחומר מבולבל אך נמוך מ- STA.
חוזק מתיחה אופייני:980 MPa עד 1,050 MPa(שווה ערך ל 142,100 psi ל- 152,300 psi).
