محصولات مرتبط
تماس جهت خرید
۰۲۱-۲۲۳۶۱۰۵۳
۰۲۱-۲۲۳۶۱۰۵۳
آلیاژ تیتانیوم گرید 5 پرکاربردترین و نیز متداولترین آلیاژ تیتانیوم آلفا-بتا است. این آلیاژ که هم قابل ریخته گری است و هم قابلیت نورد، فورج و دیگر فرآیندهای شکلدهی سرد و گرم را دارد در هوا و فضا، پزشکی، نظامی، دریایی و دیگر کاربردها جایی که استحکام بالا، نسبت استحکام به وزن خوب و خواص خوردگی مطلوب مورد نیاز است مورد استفاده قرار میگیرد و ترکیبی از استحکام بالا و تافنس را ارائه میدهد. تیتانیوم گرید 5 دارای خواص جوشکاری و ساخت خوبی است همچنین دارای قابلیت عملیات حرارتی و جوشکاری و فورج و کاربردهای متنوع است.
این آلیاژ متشکل از دو فاز آلفا + بتا میباشد. در این آلیاژ، آلومینیوم در پایدارسازی فاز آلفا و وانادایوم در پایدارسازی فاز بتا موثر است. آلیاژ تیتانیوم گرید 5، استحکام بالایی دارد و میتواند از دماهای برودتی تا دماهای حدود 427 درجه سانتیگراد (800 درجه فارنهایت) مورد استفاده قرار بگیرد. به منظور استفاده از تیتانیوم گرید 5 در کاربردهای مختلف، این ماده باید در شرایط عملیات حرارتی آنیل و شرایط عملیات حرارتی انحلالی و پیرسختی باشد.
ساخت این آلیاژ با روشهایی همچون ذوب اولیه توسط قوس خلأ (VAR)، پرتو الکترونی و PAM یا (Plasnsa arc health melting) صورت میگیرد. گرید 5 به دلیل داشتن استحکام مکانیکی مناسب و چگالی کم، نسبت استحکام به وزن بالایی دارد و این موضوع یک ویژگی بسیار مثبت برای آن محسوب میشود. همچنین مقاومت به خوردگی این آلیاژ در بسیاری از محیطها، عالی است.
این آلیاژ پایه تیتانیوم به طور کامل قابل عملیات حرارتی است (به عبارتی دیگر هر دو عملیات انحلالی + پیرسازی برای آن میتواند انجام شود).
ترکیب شیمیایی
| Carbon
C 0.10 |
Oxygen
O 0.20 |
Iron
Fe 0.30 |
Vanadium
V 3.50 – 4.50 |
Aluminium
Al 5.50 – 6.75 |
Titanium
Ti Balance |
| Hydrogen
H 0.0125 |
Nitrogen
N 0.05 |
ویژگیهای کلیدی
استانداردها
| نامهای دیگر | ASTM | AMS | UNS | EN Numeric Designation (DIN) | EN Chemical Designation | AISI |
| MIL T-81915
MIL T-81556 MIL F-83142 MIL T-9046 MIL T-9047 |
B265
B348 B381 |
AMS 4928
AMS 4920 AMS 4911 AMS 4906 AMS 4905 AMS 4965 AMS 4954 AMS 4935 AMS 4934 AMS 4930 AMS 4967 |
R56200
R56400 |
3.7164 | Titan Grade 5 (6Al-4V) | – |
خواص مکانیکی
| سختی (B) | مدول الاستیک (GPa) | درصد تغییر طول در 50 میلیمتر | استحکام تسلیم (MPa) | استحکام کششی (MPa) |
| 334 | 114 | 18 | 1100 | 1170 |
خواص فیزیکی
| چگالی (3g/cm) | مقاومت الکتریکی (µΩ.cm) | نقطه ذوب (ºC) | (J/Kg.°K) ظرفیت گرمایی ویژه |
| 4.42 | 170 | 1674 | 570 |
خواص خوردگی
آلیاژ تیتانیوم گرید 5، مقاومت به خوردگی بسیار خوبی در اکثر محیطهای دریایی و نفت و گاز ساحلی دارد. از طرفی تیتانیوم و آلیاژهای آن در طیف گستردهای از محیطهای اسیدی، مقاومت مناسبی دارند و در برابر اسیدهای اکسید کننده نیز دارای رفتار حفاظتی مطلوبی هستند. همچنین این مواد در برابر اسیدهای احیایی نیز مقاوم میباشند و در مقابل اسیدهای آلی هم در دماها و غلظتهای اندک، رفتار حفاظتی مطلوبی از خود نشان میدهند.
باید توجه داشت که این آلیاژ نباید در نیتریک اسید دود قرمز (Red fuming nitric acid) مورد استفاده قرار داد زیرا دچار تخریب میشود. همچنین در محیط هیدروفلوئوریک اسید نیز این ماده به سرعت تحت حمله قرار میگیرد. افزودن میزان 05/0 درصد پالادیم در آلیاژ تیتانیوم گرید 24، 1/0 درصد روتنیوم در گرید 29 و یا 05/0 درصد پالادیوم و 5/0 درصد نیکل در گرید 25، به طور قابل توجهی مقاومت به خوردگی را در اسیدهای احیایی، کلریدی و محیطهای گاز ترش افزایش میدهد و دمای آستانه را تا بیش از 200 درجه سانتیگراد بالا میبرد.
| اسید
فسفریک (H3PO4) |
اسید
هیدروفلوئوریک (HF) |
اسید
فرمیک (HCOOH) |
کلر
(Cl) |
آب دریا
(NaCl 3.5%) |
اسید
نیتریک (HNO3) |
اسید هیدروکلریک
(HCl) |
اسید
سولفوزیک (H2SO4) |
| خوب | متوسط | خیلی خوب | خیلی خوب | خیلی خوب | خوب | خوب | متوسط |
خواص حرارتی و اکسیداسیون
| حداکثر دمای کاری
(ºC) |
ضریب هدایت حرارتی
(W/m.K) |
ضریب انبساط حرارتی
(m.K/µm) |
|
| ناپیوسته | پیوسته | 6.6 | 9 |
| 300 | 170 | ||
فرآیندهای ساخت و تولید
شکلدهی گرم و سرد
شکلدهی گرم آلیاژ Ti-6Al-4V امکانپذیر است و این آلیاژ میتواند از دمای 954 درجه سانتیگراد (1750 درجه فارنهایت) تا دمای 788 درجه سانتیگراد (1450 درجه فارنهایت) تحت عملیات فورج نهایی قرار میگیرد.
مادهای که تحت بیش از 5 درصد کار سرد قرار گرفته باشد، باید بعد از استحکام بخشی ناشی از کار سرد، تحت عملیات آنیل توجه داشته باشید که انجام فرایند شکلدهی سرد آلیاژ تیتانیوم گرید 5 در دمای اتاق حتی در شرایط آنیل هم ممکن نیست. بنابراین فرایندهای شکلدهی شدید مثل خمش یا کشش بر روی ماده آنیل شده و در دماهای بالاتر از 649 درجه سانتیگراد (1200 درجه فارنهایت)، بدون تأثیر بر خواص مکانیکی انجام میشود.
عملیات حرارتی
آلیاژ تیتانیوم گرید 5 را میتوان با روشهای مختلفی عملیات حرارتی کرد که در ادامه به تشریح آن پرداخته میشود:
1- آنیل: عملیات حرارتی در بازه دمایی 691 الی 760 درجه سانتیگراد (1275 تا 1400 درجه فارنهایت)+ 5/0 تا 2 ساعت نگهداری+ سرد کردن در هوا یا کوره.
2- آنیل رهاسازی تنش: عملیات حرارتی در بازه دمایی 538 الی 649 درجه سانتی گراد (1000 تا 1200 درجه فارنهایت)+ 1 تا 8 ساعت نگهداری + سرد کردن در هوا یا کوره.
3- عملیات حرارتی انحلالی: عملیات حرارتی در بازه دمایی 913 تا 954 درجه سانتی گراد (1675 الی 1750 درجه فارنهایت) + 1 ساعت نگهداری + سرد کردن سریع (کوئنچ) در آب.
4- عملیات پیرسازی: عملیات حرارتی در بازه دمایی 524 تا 552 درجه سانتی گراد ( 975 الی 1025 درجه فارنهایت) + 4 تا 8 ساعت نگهداری + سرد کردن در هوا.
عملیات حرارتی آنیل در آلیاژ Ti-6Al-4V در بازه دمایی 927 الی 1038 درجه سانتی گراد (1700 تا 1900 درجه فارنهایت) در جایی انجام میشود که استحکام، سختی و استحکام خستگی بالا مورد نظر باشند.
جوشکاری
آلیاژ تیتانیوم گرید 5 جوشپذیری مناسبی دارد و می توان آن را در شرایط آنیل یا شرایط عملیات انحلالی و عملیات پیرسازی غیرکامل، جوشکاری کرد. توجه داشته باشید که در حالت دوم، عملیات پیرسازی در حین عملیات تنشزدایی بعد از جوشکاری، تکمیل میشود.
در جوشکاری آلیاژ Ti-6Al-4V رعایت نکات ایمنی به منظور جلوگیری از آلودگی های ناشی از اکسیژن، نیتروژن و هیدروژن اهمیت بسیار زیادی دارد. جوشکاری ذوبی این آلیاژ را می توان در محفظههای پرشده از گاز خنثی و یا استفاده از جوشکاری گاز خنثی فلز مذاب انجام داد.
روشهایی همچون جوشکاری نقطهای، جوشکاری نواری (Seam welding) و جوشکاری جرقهای یا Flash welding، برای اتصالدهی تیتانیوم گرید 5 گزینههای مناسبی به شمار میروند. این روشها نیازی به اتمسفر محافظ ندارند.
