Rozdiely medzi TA1, TA2 a TC4 titán
Prehľad
TA1, TA2 a TC4sú čínske (GB) označenia pre tri najpoužívanejšie titánové materiály.TA1 a TA2 patria medzi komerčne čistý titán (CP-Ti), zatiaľ čoTC4 je + zliatina titánu(ekvivalent 5. stupňa / Ti-6Al-4V). Zásadne sa líšia zložením, silou a aplikáciou.
表格
| Položka | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Kategória | Komerčne čistý titán | Komerčne čistý titán | + zliatina titánu |
| Ekvivalent ASTM | 1. stupeň | 2. ročník | Stupeň 5 (Ti-6Al-4V) |
| Zloženie | >99 % Ti, veľmi nízke intersticiálne reklamy | >99% Ti, mierne vyšší O/Fe | Ti + 6 % Al + 4 % V |
| Úroveň sily | Najnižšia | Stredná | Najvyššie |
| Tvarovateľnosť | Najlepšie | Dobre | Mierne |
| náklady | Nízka | Nízka – stredná | Vysoká |
1. Zloženie a klasifikácia
TA1 - komerčne čistý titán (mäkká kvalita)
Titán Väčšie alebo rovné 99,5 %, snajnižší obsah kyslíka a železamedzi komerčnými triedami.
Jedna -fázová (šesťuholníková uzavretá-zbalená) štruktúra.
Najjemnejší a najohybnejší druh titánu.
TA2 - komerčne čistý titán (štandardná kvalita)
Rovnaké základné zloženie ako TA1, ale smierne vyšší obsah kyslíka/železa, čo zvyšuje silu.
Stále jednofázová -fáza; anajpoužívanejší stupeň CP- „ťažný kôň“ titánového priemyslu.
Ekvivalent ASTM:2. ročník.
TC4 - titánová zliatina (+ typ)
zloženie:Ti-6Al-4V- 5.5–6,75 % hliníka (-stabilizátor) + 3.5–4,5 % vanádu (-stabilizátor).
Dvoj{0}}fázová štruktúra: fáza + fáza (kubický-centrovaný telo), ktorá umožňujetepelné spracovanie (roztok + starnutie)dramaticky zvýšiť silu.
Ekvivalent ASTM:5. ročník- najpoužívanejší titánzliatinavo svete.
2. Porovnanie mechanických vlastností
表格
| Nehnuteľnosť | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Pevnosť v ťahu (MPa) | Väčšie alebo rovné 240–370 | Väčšie alebo rovné 400–550 | Väčšie alebo rovné 895–1 100 |
| Medza klzu (MPa) | Väčšie alebo rovné 170 | Väčšie alebo rovné 275 | Väčšie alebo rovné 825 |
| Predĺženie (%) | Väčšie alebo rovné 30 | Väčšie alebo rovné 25 | Väčšie alebo rovné 10–14 |
| Tvrdosť (HB) | ~100 | ~140 | ~330 |
| Hustota (g/cm³) | 4.51 | 4.51 | ~4.43 |
| Pracovná teplota | Menší alebo rovný 300 stupňom | Menší alebo rovný 350 stupňom | Menší alebo rovný 400 – 450 stupňom |
Kľúčový bod: TC4 je zhruba2-3 krát silnejšíako TA1/TA2, ale s výrazne nižšou ťažnosťou. TA1 sa najľahšie tvaruje a zvára; TC4 je náročnejšie na obrábanie a tvarovanie.
3. Fyzikálne a chemické vlastnosti
表格
| Nehnuteľnosť | TA1 / TA2 (CP Ti) | TC4 (zliatina) |
|---|---|---|
| Odolnosť proti korózii | Výborne- vynikajúce v chloridoch, morskej vode a oxidačných kyselinách | Veľmi dobré, ale v niektorých redukčných médiách o niečo nižšie ako CP Ti |
| Biokompatibilita | Superior - preferované pre implantáty | Vynikajúce (verzia ELI Grade 23 používaná pre nosné-implantáty) |
| Odolnosť voči oxidácii | Dobre | Lepšie pri zvýšených teplotách |
| Tepelná vodivosť | ~17 W/(m·K) | ~6,7 W/(m·K) - slabšie (ťažšie opracovateľné) |
| Modul pružnosti | ~110 GPa | ~114 GPa |
4. Spracovanie a výroba
表格
| Aspekt | TA1 / TA2 | TC4 |
|---|---|---|
| Tvarovanie za studena | Vynikajúce (najlepšie TA1) - hlboké kreslenie, točenie | Obtiažne - zvyčajne tvarované za tepla alebo žíhané pred tvarovaním |
| Zváranie | ľahké; štandardné GTAW/TIG s argónovým tienením | Vyžaduje prísne tienenie; zóna zvaru stráca pevnosť (žiadna odozva na starnutie-zvarov) |
| Obrábanie | Pomerne jednoduché pre titán | Ťažké - nízka tepelná vodivosť, vytvrdzovanie |
| Tepelné spracovanie | Len žíhanie (bez spevňujúcich účinkov) | Ošetrenie roztokom + starnutiemôže zvýšiť silu ~ 20-30% |
| Teplota kovania | ~750-850 stupňov | ~850–950 stupňov (+ pole) |
5. Typické aplikácie
TA1 -, kde záleží na maximálnej tvarovateľnosti a odolnosti proti korózii:
Hlboko{0}}ťahané chemické zariadenia (nádrže, plavidlá)
Galvanické stojany, anódové koše
Časti výmenníka tepla vyžadujúce ťažké tvarovanie
Lekárske/zubné komponenty vyžadujúce maximálnu biokompatibilitu
TA2 - univerzálny-priemyselný stupeň:
Chemické reaktory, tlakové nádoby, výmenníky tepla
Potrubné systémy s morskou vodou, zariadenia na odsoľovanie
Pokovovanie a eloxovanie priemyselných komponentov
Konštrukčné diely vyžadujúce zváranie + odolnosť proti korózii
TC4 -, kde je dôležitá vysoká sila:
Letectvo a kozmonautika: konštrukčné časti lietadla, súčasti motora, podvozok
Medicína: kostné skrutky, kĺbové protézy (ELI verzia)
Vysoko{0}}výkonné automobilové a pretekárske diely
Vysokotlakové-nádoby, komponenty turbín
Športové potreby (rámy bicyklov, golfové palice)
6. Porovnanie nákladov
表格
| stupňa | Relatívne náklady na materiál | Relatívne náklady na výrobu |
|---|---|---|
| TA1 | ~1× (základná hodnota) | Nízka |
| TA2 | ~1–1.2× | Nízka |
| TC4 | ~3–5× | Vysoká (tvrdšie opracovanie, vyžaduje sa tepelné spracovanie) |
Súhrn - Ako si vybrať
表格
| Ak potrebujete... | Vyberte si |
|---|---|
| Najlepšia tvárnosť, hlboké ťahanie, najnižšia pevnosť | TA1 |
| Vyvážená pevnosť, odolnosť proti korózii, zvárateľnosť a cena (všeobecné priemyselné použitie) | TA2 |
| Pomer vysokej pevnosti-k{1}hmotnosti, použitie v letectve/medicíne/vysokom{2}}záťaži | TC4 |
TA1 a TA2 sú komerčne čisté druhy titánu, ktoré sa líšia najmä pevnosťou (TA2 je pevnejší vďaka vyššiemu obsahu kyslíka), zatiaľ čo TC4 je tepelne-spracovateľná zliatina Ti-6Al-4V ponúkajúca dvoj- až trojnásobnú pevnosť za cenu tvarovateľnosti, zvariteľnosti a ceny.
