آلیاژ تیتانیوم TC4
آلیاژ تیتانیوم TC4 یک آلیاژ تیتانیوم است که با موفقیت توسط ایالات متحده در سال 1954 توسعه یافت و حاوی 6 درصد عناصر پایدار و 4 درصد عناصر پایدار V است. معادل آلومینیوم ترکیب اسمی آلیاژ تیتانیوم TC4 برابر با 7 است.{9 }}، معادل مولیبدن 2.9 است و حالت آنیل شده شامل 10 درصد -15 درصد فاز است. Al در سیستم Ti-Al-V استحکام دمای اتاق و خواص مقاومت گرم آلیاژ را از طریق فاز تقویت محلول جامد بهبود می بخشد و V یکی از معدود عناصر آلیاژی در آلیاژهای تیتانیوم است که می تواند هم استحکام و هم انعطاف پذیری را بهبود بخشد. اثر مفید V بر انعطاف پذیری آلیاژهای تیتانیوم این است که مانند اکثر عناصر آلیاژی نسبت محور c/a شبکه حالت را افزایش نمی دهد، اما نسبت را کاهش می دهد و در نتیجه تشکیل فاز را بهبود می بخشد و از طولانی شدن دور جلوگیری می کند. -استفاده مدت تردی آلیاژ در طول فرآیند اتفاق می افتد.
ویژگی های اصلی آلیاژ تیتانیوم TC4 عملکرد جامع عالی و عملکرد فرآیند خوب است. آلیاژ تیتانیوم TC4 دارای استحکام متوسط در دمای اتاق و استحکام دمای بالا، مقاومت در برابر خزش و پایداری حرارتی، مقاومت در برابر خستگی بالا و مقاومت در برابر رشد ترک در آب دریا، و چقرمگی شکست رضایت بخش و مقاومت در برابر خوردگی تنش نمک داغ است. حساسیت نسبت به هیدروژن نیز نسبت به آلیاژهای TC2 و TC1 کمتر است و برای ساخت قطعات مختلف که در محدوده دمایی 450--196 درجه کار میکنند مناسب است، مخصوصاً قطعاتی که با اصل آسیب طراحی شدهاند. محدودیت تحمل آلیاژ تیتانیوم TC4 همچنین دارای پلاستیسیته و فوقالعادهپذیری فرآیند عالی است و برای شکلدهی با روشهای مختلف پردازش فشار مناسب است و روشهای مختلفی را برای جوشکاری و ماشینکاری اتخاذ میکند.
محصولات نیمه تمام اصلی آلیاژ تیتانیوم TC4 عبارتند از میله، آهنگری، صفحات نازک، صفحات ضخیم، پروفیل ها و مفتول ها و غیره و همچنین برای ریخته گری (ZTC4) استفاده می شود.
آلیاژ تیتانیوم TC4ELI
TC4ELI یک نسخه بهبود یافته از TC4 است، تفاوت اصلی محتوای متفاوت Al و محتوای کمتر عناصر بینابینی Fe، N، H، O است.
آلیاژ تیتانیوم TC4ELI به دلیل زیست سازگاری خوب، مدول الاستیک کم، چگالی کم، عملکرد ضد خوردگی خوب، عدم سمیت، استحکام تسلیم بالا، عمر خستگی طولانی، انعطاف پذیری زیاد در دمای اتاق و شکل دهی آسان، به یک ایمپلنت جراحی پزشکی تبدیل شده است. مواد ایده آل برای چیزها صفحات آلیاژ تیتانیوم پزشکی TC4ELI عمدتاً برای ترمیم جمجمه و پیوند استخوان استفاده می شوند که دارای الزامات بالاتری برای استحکام، عمر خستگی و انعطاف پذیری آن هستند.
آلیاژ تیتانیوم آلیاژی است که از عنصر تیتانیوم و سایر عناصر تشکیل شده است. تیتانیوم دارای دو نوع کریستال آلوتروپیک است: تیتانیوم یک ایزومر آلوتروپیک با نقطه ذوب 1668 درجه است و زمانی که کمتر از 882 درجه باشد یک ساختار شبکه ای شش ضلعی نزدیک به هم است که تیتانیوم نامیده می شود. این یک ساختار مکعبی در مرکز بدنه بالای ساختار شبکه ای 882 درجه است که تیتانیوم نامیده می شود. با استفاده از ویژگی های متفاوت دو ساختار فوق تیتانیوم، افزودن عناصر آلیاژی مناسب برای تغییر تدریجی دمای انتقال فاز و محتوای اجزاء برای بدست آوردن آلیاژهای تیتانیوم با ساختارهای مختلف.
بر اساس آلیاژ TC4، آلیاژ تیتانیوم TC4 ELI محتوای عناصر بینابینی C، O، N و عنصر ناخالصی Fe را کاهش می دهد و استحکام کاهش می یابد، اما ظرفیت و چقرمگی را می توان به طور قابل توجهی بهبود بخشید. TC4 ELI دارای انعطاف پذیری، چقرمگی، عملکرد جوش خوب و عملکرد دمای پایین است و به طور گسترده در زمینه های مهمی مانند مهندسی دمای پایین، درمان پزشکی، کشتی ها و هواپیما استفاده می شود.
آلیاژ TC4 را می توان در محیط معمولی یا محیط با دمای بالا استفاده کرد، آلیاژ TC4ELI را می توان در محیط با دمای بسیار پایین استفاده کرد.
گریدهای مشابه آلیاژ تیتانیوم TC4 و آلیاژ تیتانیوم TC4ELI عبارتند از: T-6A-4V/Grade 5 (درجه آمریکایی)، BT 6 (درجه روسی)، IMI 318 (درجه بریتانیا)، TiAI6V4 (آلمانی). مقطع تحصیلی).
تجهیزات پزشکی در بدن انسان به دلیل تروما و آسیب استخوان و مفاصل ناشی از تومور ساخته می شود. تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم برای ساخت مفاصل مصنوعی، صفحات استخوانی و پیچ ها استفاده می شود که به طور گسترده در عمل بالینی استفاده می شود. همچنین در مفاصل ران (از جمله سر استخوان ران)، مفاصل زانو، مفاصل آرنج، مفاصل متاکارپوفالانژیال، مفاصل بین فالانژیال، فک پایین، بدنههای مهره مصنوعی (ارتزهای نخاعی)، محفظههای ضربان ساز، قلب مصنوعی (دریچههای قلب شکل)، ایمپلنتهای مصنوعی تیتانیوم استفاده میشود. ارتودنسی نیکل و مش تیتانیوم در جراحی پلاستیک جمجمه و غیره
با توجه به ویژگی های استحکام ویژه بالا، زیست سازگاری و مقاومت در برابر خوردگی خوب مایعات بدن، تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم توجه بیشتری را به خود جلب می کنند.
Ti 6Al-4V ELI یک درجه از Ti 6Al-4V با ساختار بینابینی کوچکتر است، به طوری که می تواند به حداکثر چقرمگی دست یابد و برای محیط های آب دریا و دمای پایین مناسب است. این درجه از آلیاژ معمولاً در شرایط آنیل شده استفاده می شود. Ti 6Al-4V ماده انتخابی بهتری در زمینه ایمپلنت های پزشکی است.
فرآیند تولید عبارت است از: بازپخت با آرامش متوسط در 900-120 درجه فارنهایت به مدت 1-4 ساعت و خنکسازی هوا. بازپخت دوبل، میلههای گرد و آهنگری: محلول در دمای انتقال بتا 50-100 درجه فارنهایت بازپخت، حداقل 1 ساعت نگه دارید، هوا خنک شود، سپس مجدداً در 1300-1400 درجه فارنهایت گرم کنید، حداقل 1 ساعت نگه دارید، هوا خنک شود. . آنیل ریلکسی پس از جوشکاری مناسب است.
