Gr5 सामग्री (ti -6 al -4 v)
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Ti -6 al -4 v (UNS पदनाम R56400), कभी-कभी TC4, Ti64, [1] या ASTM ग्रेड 5 कहा जाता है, एक उच्च विशिष्ट शक्ति और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध के साथ एक अल्फा-बीटा टाइटेनियम मिश्र धातु है। यह सबसे अधिक इस्तेमाल किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं में से एक है और इसे अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला में लागू किया जाता है जहां कम घनत्व और उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध आवश्यक हैं जैसे कि जैसे एयरोस्पेस उद्योग और बायोमेकेनिकल एप्लिकेशन (प्रत्यारोपण और कृत्रिम अंग)।
कवच में इस्तेमाल किए जाने वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं का अध्ययन 1950 के दशक में वाटरटाउन आर्सेनल में शुरू हुआ, जो बाद में सेना अनुसंधान प्रयोगशाला का हिस्सा बन गया। [२] [३]
यह सबसे व्यावसायिक रूप से सफल टाइटेनियम मिश्र धातु है और आज भी उपयोग में है, कई औद्योगिक और वाणिज्यिक अनुप्रयोगों को आकार दिया गया है। [५]
बायोमैटेरियल्स के रूप में टाइटेनियम मिश्र धातुओं का बढ़ा हुआ उपयोग उनके निचले मापांक, बेहतर बायोकंपैटिबिलिटी, और अधिक पारंपरिक स्टेनलेस स्टील्स और कोबाल्ट-आधारित मिश्र धातुओं की तुलना में बढ़े हुए संक्षारण प्रतिरोध के कारण हो रहा है। [६] ये आकर्षक गुण (cpti) और + (ti -6 al -4 v) मिश्र धातुओं के साथ-साथ नए ti-alloy रचनाओं और आर्थोपेडिक मेटास्टेबल के अधिक हाल के विकास के लिए एक प्रेरक शक्ति थे। बी टाइटेनियम मिश्र। उत्तरार्द्ध में बढ़ी हुई बायोकंपैटिबिलिटी, कम लोचदार मापांक, और बेहतर तनाव-नियंत्रित और पायदान थकान प्रतिरोध है। [7] हालांकि, टाइटेनियम मिश्र धातुओं के खराब कतरनी ताकत और पहनने के प्रतिरोध ने फिर भी उनके बायोमेडिकल उपयोग को सीमित कर दिया है। यद्यपि बी-टीआई मिश्र धातुओं के पहनने के प्रतिरोध ने#बी मिश्र धातुओं की तुलना में कुछ सुधार दिखाया है, पहनने के घटकों के रूप में आर्थोपेडिक टाइटेनियम मिश्र धातुओं की अंतिम उपयोगिता में शामिल पहनने के तंत्र की अधिक पूर्ण मौलिक समझ की आवश्यकता होगी।
रसायन विज्ञान
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(wt। %में) [8]
|
V |
अल |
फ़े |
O |
C |
N |
H |
Y |
ती |
प्रत्येक शेष |
कुल शेष |
|
|
मिन |
3.5 |
5.5 |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
-- |
|
अधिकतम |
4.5 |
6.75 |
.3 |
.2 |
.08 |
.05 |
.015 |
.005 |
संतुलन |
.1 |
.3 |
भौतिक और यांत्रिक गुण
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Ti -6 al -4 v मिश्र धातु के साथ एक संभावित microstructure
Ti -6 an -4 v टाइटेनियम मिश्र धातु आमतौर पर अल्फा में मौजूद है, HCP क्रिस्टल संरचना के साथ, (SG: P63/MMC), और बीटा, BCC क्रिस्टल संरचना के साथ, (SG: IM -3}} एम) चरण। जबकि यांत्रिक गुण मिश्र धातु की गर्मी उपचार की स्थिति का एक कार्य हैं और गुणों के आधार पर भिन्न हो सकते हैं, अच्छी तरह से संसाधित ti -6 al -4 v के लिए विशिष्ट संपत्ति रेंज नीचे दिखाए गए हैं। ][11] एल्यूमीनियम अल्फा चरण को स्थिर करता है, जबकि वैनेडियम बीटा चरण को स्थिर करता है। [१२] [१३]
|
घनत्व |
यंग का मापांक |
अपरूपण - मापांक |
समान बल के खिलाफ किसी वस्तु का प्रतिरोध |
पिज़ोन अनुपात |
तन्य उपज तनाव |
तन्यता अंतिम तनाव |
कठोरता |
समान बढ़ाव |
|
|
मिन |
4.429 g/cm3 (0। 160 lb/cu in) |
104 GPA (15.1 × 106 PSI) |
40 जीपीए (5.8 × 106 पीएसआई) |
96.8 gpa (14। 0 × 106 psi) |
0.31 |
880 एमपीए (128, 000 साई) |
900 एमपीए (130, 000 साई) |
36 रॉकवेल सी (विशिष्ट) |
5% |
|
अधिकतम |
4.512 g/cm3 (0। 163 lb/cu in) |
113 जीपीए (16.4 × 106 पीएसआई) |
45 GPA (6.5 × 106 PSI) |
153 जीपीए (22.2 × 106 पीएसआई) |
0.37 |
920 एमपीए (133, 000 साई) |
950 एमपीए (138, 000 साई) |
-- |
18% |
Ti -6 al -4 v में 6.7 से 7.5 w/m · k, [14] [15] के कमरे के तापमान पर बहुत कम थर्मल चालकता होती है, जो इसकी अपेक्षाकृत खराब मशीनबिलिटी में योगदान देती है। [१५]
मिश्र धातु ठंडी थकान के लिए असुरक्षित है। [१६] [१]]
Ti -6 al -4 v का हीट ट्रीटमेंट
[संपादन करना]
Ti -6 al -4 v को गर्मी का इलाज किया जाता है, जो मिश्र धातु में और चरणों की मात्रा और microstructure की मात्रा को अलग करता है। सटीक गर्मी उपचार और प्रसंस्करण की विधि के आधार पर माइक्रोस्ट्रक्चर काफी भिन्न होगा। तीन सामान्य गर्मी उपचार प्रक्रियाएं मिल एनीलिंग, डुप्लेक्स एनीलिंग, और सॉल्यूशन ट्रीटमेंट एंड एजिंग हैं। [१]]
अनुप्रयोग
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एयरोस्पेस संरचनाएं। बोइंग 787 वजन से 15% टाइटेनियम है, [19] और एयरबस ए 350 14% है। [20]
बायोमेडिकल इम्प्लांट और प्रोस्थेसिस [21]
उच्च प्रदर्शन वाली रेस कारें
उच्च अंत साइकिल
Additive विनिर्माण [२२]
Apple iPhone 15 Pro (MAX) केस, iPhone 16 Pro और Pro Max Cases, और Apple वॉच सीरीज़ 10 टाइटेनियम और अल्ट्रा 2 केस
समुद्री अनुप्रयोग: ti -6 an -4 v ग्रेड 5 का उपयोग समुद्री जल वातावरण में इसके असाधारण संक्षारण प्रतिरोध के कारण समुद्री अनुप्रयोगों में बड़े पैमाने पर किया जाता है। [२३] Ti -6 al -4 v को समुद्री वायुमंडलीय और पानी के नीचे की स्थितियों के संपर्क में आने वाले घटकों में लागू किया जाता है, जैसे कि जहाज निर्माण, अपतटीय तेल और गैस प्लेटफ़ॉर्म, और उप -उपकरण। [२४] [२५] संक्षारण के लिए इसका प्रतिरोध रखरखाव की लागत को कम करने और समुद्री उपकरणों के जीवनकाल को बढ़ाने में मदद करता है। [२६]
विशेष विवरण
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UNS: R56400
एएमएस मानक: 4928 [27]
एएसटीएम मानक: F1472
एएसटीएम मानक: बी 265 ग्रेड 5 [28]