Différences entre le titane 3 et 5e année

Le titane de 3e et 5e année est deux matériaux de titane distincts avec des différences fondamentales enType d'alliage, composition chimique, propriétés mécaniques, caractéristiques de performance et scénarios d'application. Vous trouverez ci-dessous une comparaison détaillée:

1. Type d'alliage de base

Titane de grade 3: Classé commeTitane commercialement pur (titane CP). Il n'est pas allié, ce qui signifie que sa composition est presque pur en titane (supérieure à ou égal à 99,5% Ti) avec seulement des traces d'impuretés (par exemple, oxygène, fer, carbone) pour ajuster les propriétés de base.

Titane de 5e année: Connu sous le nomTI-6AL-4V (alliage de titane avec 6% d'aluminium et 4% de vanadium), c'est l'alliage de titane de phase le plus largement utilisé. Contrairement à la 3e année, il est intentionnellement allié avec l'aluminium et le vanadium pour améliorer considérablement les performances mécaniques.

2. Composition chimique

Les deux grades diffèrent radicalement par leur maquillage élémentaire, ce qui entraîne directement leurs différences de propriété.

Élément	Titane de grade 3	Titane de 5e année (TI-6AL-4V, typique)
Titane (Ti)	Supérieur ou égal à 99,5% (solde)	~ 88–90% (solde)
Aluminium (AL)	Moins ou égal à 0,10% (impureté)	5,50–6,75% (élément d'alliage majeur)
Vanadium (v)	Moins ou égal à 0,05% (impureté)	3,50–4,50% (élément d'alliage majeur)
Fer (Fe)	Inférieur ou égal à 0,30% (impureté maximale)	Inférieur ou égal à 0,30% (impureté maximale)
Oxygène (O)	0,18–0,25% (impureté contrôlée)	Inférieur ou égal à 0,20% (impureté maximale)
Carbone (c)	Moins ou égal à 0,08% (impureté maximale)	Moins ou égal à 0,08% (impureté maximale)
Azote (N)	Inférieur ou égal à 0,05% (impureté maximale)	Inférieur ou égal à 0,05% (impureté maximale)
Hydrogène (H)	Inférieur ou égal à 0,015% (impureté maximale)	Inférieur ou égal à 0,015% (impureté maximale)

3. Propriétés mécaniques (état recuit, température ambiante)

Les performances mécaniques sont la distinction la plus critique, avec une année 5 offrant une résistance beaucoup plus élevée que la grade 3.

Propriété	Titane de grade 3 (typique)	Titane de 5e année (typique)	Différence clé
Limite d'élasticité (compensation de 0,2%)	370–480 MPa (54–70 KSI)	860 - 930 MPa (125–135 ksi)	La 5e année est ~ 2x plus fort en rendement.
Force de traction (ultime)	480–620 MPa (70–90 KSI)	900–970 MPa (130–140 KSI)	La 5e année a environ 50 à 60% de résistance ultime plus élevée.
Allongement à la pause (gage de 50 mm)	15–25%	10–15%	La 3e année est plus ductile (meilleure extensible).
Dureté (Brinell, HB)	110–140 Hb	300–350 Hb	Le 5e année est beaucoup plus difficile (la résistance à l'usure est meilleure).
Densité	~ 4,51 g / cm³	~ 4,43 g / cm³	Presque identique (à la fois léger contre l'acier).

4. Caractéristiques de performance clés

Résistance à la température

3e année: Performances de température limitées limitées -. Sa force se dégrade rapidement au-dessus de 300 degrés et sa résistance à l'oxydation s'affaiblit (le film d'oxyde devient poreux). Long - La température du service du terme est généralement inférieure ou égale à 300 degrés.

5e année: Supérieur élevé - stabilité de la température. La structure de phase + (stabilisée par Al et V) conserve la force jusqu'à 400 à 450 degrés. Il convient à l'utilisation du terme court - à 500 degrés, ce qui le rend viable pour les composants de température élevés - (par exemple, pièces du moteur d'aéronef).

Résistance à la corrosion

3e année: Excellente résistance à la corrosion dans des environnements doux (atmosphère, eau de mer, acides dilués) en raison d'un film passif dense tio₂. Cependant, il est vulnérable aux piqûres de piqûres / corrosion des crevasses dans des milieux solides (HCl concentré, HOT HNO₃).

5e année: Bonne résistance à la corrosion générale (similaire à la grade 3 dans des environnements légers) mais une résistance légèrement plus faible à la corrosion localisée (par exemple, dans des solutions de chlorure) que le titane pur. Il nécessite des traitements de surface supplémentaires pour des conditions corrosives difficiles.

Soudabilité et fabrication

3e année: Hautement soudable (pas de poste - Traitement thermique de soudure requis pour la plupart des applications) et formable. Sa bonne ductilité permet de flexion, d'emboutissant et de dessin - idéal pour les pièces de forme complexes -.

5e année: Mauvaise soudabilité. Le soudage peut provoquer une fragilisation (en raison de la ségrégation de vanadium) et nécessite un contrôle strict des processus (par exemple, le blindage de l'argon) et le post - le traitement thermique de soudure (soulagement du stress) pour restaurer la ductilité. Il est également moins formable que le grade 3 en raison d'une résistance plus élevée.

info-440-437 info-438-444

info-438-444 info-439-441

5. Scénarios d'application

Les différences de propriétés conduisent à des cas d'utilisation entièrement distincts:

Titane de grade 3

Axé surrésistance équilibrée, ductilité et résistance à la corrosionPour non - High - Applications de force:

Dispositifs médicaux: alentours d'implants dentaires, boîtiers d'instruments orthopédiques.

Traitement chimique: réservoirs de pression, tuyaux et vannes basses (pour les acides dilués / eau de mer).

Génie maritime: quincaillerie de petits bateaux, tubes d'échangeur de chaleur refroidis.

Cryogénique: conteneurs de stockage de gaz liquide (excellent - de la ténacité).

Titane de 5e année

Dominant dansHigh - résistance, légère et modérée élevée - Besoins de température:

Aérospatiale: composants structurels des avions (ailes, fuselages), lames de moteur et les attaches.

Défense: composants de missiles, plaques d'armure.

Implants médicaux: charge - portant des pièces orthopédiques (tiges de hanche, prothèses de genou) (les exigences de charge osseuse à haute résistance correspond aux exigences de charge osseuse).

Automotive: High - Performance Racing CAR PARTS (par exemple, Composants de suspension) (léger + haute résistance).