So sánh Hợp kim Titan ---Ti-6Al-4V(Cấp 5) và Ti-3Al -2.5V(Cấp 9) / UNS R56400 và UNS R56320
Hợp kim lớp 9 Ti 3Al 2.5Vlà một hợp kim alpha-beta có độ bền được cải thiện so với các loại titan tinh khiết thương mại.Lớp này cũng có khả năng chống ăn mòn, định dạng và khả năng hàn tuyệt vời.
Hợp kim lớp 5 Ti-6Al-4Vđược sử dụng rộng rãi nhất trong tất cả các loại titan.Nó là một hợp kim có mục đích chung có độ bền trung bình đến cao.Nó còn được gọi là hợp kim alpha-beta.Hợp kim này có thể xử lý nhiệt hoàn toàn ở các phần có kích thước lên tới 15mm.Nó có thể được làm nóng tới 400°C (750°F) và có đặc tính chịu kéo tốt ở nhiệt độ phòng, khả năng chống rão lên tới 325°C và độ bền mỏi rất tốt.Nó cũng được biết là có khả năng chống ăn mòn cao trong nước biển.
Lớp 5 Ti-6Al-4VTấm 2mm Theo AMS 4911
Lớp 9 Ti 3Al 2.5VDàn ống theo tiêu chuẩn ASTM B338
khả năng gia công
GR5-Mặc dù cứng, hợp kim Ti-6Al-4V cấp 5 có thể được gia công bằng cách sử dụng lượng chất làm mát phù hợp, tốc độ chậm và tốc độ nạp cao.Các công cụ tốc độ cao nên được sử dụng để gia công hợp kim này và các loại công cụ được khuyến nghị là các loại cacbua vonfram có ký hiệu C1-C4 hoặc dựa trên coban.
GR9-Mặc dù cứng, hợp kim Ti 3Al 2.5V cấp 9 có thể được gia công bằng cách sử dụng lượng chất làm mát phù hợp, tốc độ chậm và tốc độ nạp cao.Các công cụ tốc độ cao nên được sử dụng để gia công hợp kim này và các loại công cụ được khuyến nghị là các loại cacbua vonfram có ký hiệu C1-C4 hoặc dựa trên coban.
hình thành
Gr5-Hợp kim lớp 5 Ti-6Al-4V có thể được hình thành nóng hoặc lạnh.Các kỹ thuật tạo hình bao gồm ép nước, kéo căng hoặc búa thả.
GR9-Hợp kim lớp 9 Ti 3Al 2.5V có thể được tạo hình nóng hoặc nguội bằng cách sử dụng kỹ thuật ép thủy lực, phanh trợ lực, kéo căng hoặc thả búa.
hàn
Gr5-Độ hàn của hợp kim Ti-6Al-4V cấp 5 được đánh giá ở mức khá.
GR9-Độ bền hàn của hợp kim Ti 3Al 2.5V lớp 9 được đánh giá là tốt.
ủ
Gr5-Quá trình ủ có thể được thực hiện bằng cách giữ ở nhiệt độ 732°C (1350°F) trong khoảng 1/4 đến 4 giờ, sau đó làm nguội lò đến 566°C (1050°F), sau đó làm mát bằng không khí.Trong trường hợp rèn và thanh, không cần làm mát lò.
GR9-Vật liệu có thể được ủ hoàn toàn ở 593-760°C (1100-1400°F) trong 3 giờ, sau đó làm mát bằng không khí.Để giảm căng thẳng, vật liệu phải được làm nóng đến 316-649°C (600-1200°F) trong 3 giờ và làm mát bằng không khí.
xử lý nhiệt
Gr5-Xử lý dung dịch vật liệu được thực hiện ở 904-954°C (1660-1750° F) trong 2 giờ, sau đó là quá trình tôi bằng nước.
GR9-Vật liệu phải được xử lý nhiệt dung dịch đến 871-927°C (1600-1700°F), sau đó giữ trong 15-20 phút và làm nguội bằng nước.
rèn
Gr5-Việc rèn thô hợp kim Ti-6Al-4V cấp 5 phải được thực hiện ở 982°C(1800°F) và hoàn thành ở 968°C (1750°F).
Gr9-Rèn thô có thể được thực hiện ở 900°C (1650°F) và hoàn thành ở 843°C (1550°F).
làm việc nóng
Gr5-Làm việc nóng tăng cường độ dẻo tổng thể của vật liệu.
Gr9-Làm việc nóng tăng cường độ dẻo tổng thể của vật liệu.
Làm việc lạnh
Gr5-Các tính năng gia công nguội của vật liệu này giống như tính năng của thép không gỉ austenit được tôi luyện vừa phải.Nên ủ sau khi làm việc để đạt được các đặc tính hiệu suất thuận lợi.
Gr9-Tính năng gia công nguội của vật liệu này giống như tính năng của thép không gỉ austenit.Nên ủ sau công việc để đạt được các đặc tính hiệu suất thuận lợi.
Sự lão hóa
Gr5-Lão hóa hợp kim Ti-6Al-4V cấp 5 có thể được thực hiện ở 538°C (1000°F) trong 4 giờ, sau đó làm mát bằng không khí.
Gr9-Đối với hợp kim Ti 3Al 2.5V cấp 9 đã lão hóa, vật liệu phải được nung nóng đến 482-510°C (900-950°F) trong 2 đến 8 giờ và sau đó làm mát bằng không khí.
Các ứng dụng
Gr5-Hợp kim Ti-6Al-4V lớp 5 là hợp kim titan phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong một số ngành công nghiệp bao gồm hàng không vũ trụ, sản xuất điện, hàng hải và công nghiệp ngoài khơi.
Gr9-Hợp kim lớp 9 Ti 3Al 2.5V được sử dụng trong các lĩnh vực ứng dụng sau:
-Đối với ống trong hệ thống thủy lực máy bay và động cơ
-Câu lạc bộ golf và vợt tennis
-Xe đạp biểu diễn
Các tính năng gia công nguội của vật liệu này giống như tính năng của thép không gỉ austenit được tôi luyện vừa phải.Nên ủ sau khi làm việc để đạt được các đặc tính hiệu suất thuận lợi.
Bảng so sánh tính chất cơ học vàThành phần hóa học
| Tính chất cơ học | |||
| Cấp | Độ bền kéo MPA(tối thiểu) | Sức mạnh năng suất MPA (tối thiểu) | Độ giãn dài % (tối thiểu) |
| Gr5/UNS R56200 | 895 | 828 | 10 |
| Gr9/UNS R56320 | 620 | 483 | 15 |
| Thành phần hóa học | ||||||||
| Cấp | Nội dung phần tử %(max) | |||||||
| Fe | Ô | N | C | h | Al | Và | ti | |
| Gr5/UNS R56200 | 0,4 | 0,2 | 0,05 | 0,08 | 0,015 | 5,5-6,75 | 3,5-4,5 | Sự cân bằng |
| Gr9/UNS R56320 | 0,25 | 0,15 | 0,03 | 0,08 | 0,015 | 2,5-3,5 | 2.0-3.0 | |
Vật liệu tương đương với hợp kim Ti-6Al-4V cấp 5Vàhợp kim lớp 9 Ti 3Al 2.5Vnhư sau:
| Gr5 | AMS 4928 | AMS 4965 | AMS 4967 | SỮA T-81915 | SỮA T-9046 |
| AMS 4920 | AMS 4954 | ASTM B265 | SỮA T-81556 | SỮA T-9047 | |
| AMS 4911 | AMS 4935 | ASTM B348 | SỮA F-83142 | SP M618 | |
| AMS 4906 | AMS 4934 | ASTM B381 | GE C50TF12 | DMS 1570 | |
| AMS 4905 | AMS 4930 | DIN 3.7164 | |||
| Gr9 | AMS 4943 | AMS 4944 | AMS 4954 | ASTM B337 | |
| ASTM B338 | ASTM B348 | ASTM B381 | ASTM B265 | ||
| GE B50TF117 | SỮA T-9046 | SỮA T-9047 | PWA 1260 | DMS 2241 |
Tính chất nhiệt của hợp kim Ti-6Al-4V cấp 5Vàhợp kim lớp 9 Ti 3Al 2.5V được lập bảng dưới đây.
| Của cải | Hệ mét | thành nội | |
| lớp 5 Ti 6Al 4V | Hệ số giãn nở nhiệt (@0,000-100°C/32-212°F) | 9 µm/m°C | 5 µin/in°F |
| Dẫn nhiệt | 6,60W/mK | 45,8 BTU in/hr.ft².°F | |
| lớp 9 Ti 3Al 2,5V | Hệ số giãn nở nhiệt (@20-95°C/68-203°F) | 9,61 µm/m°C | 5,34 µin/in°F |
| Dẫn nhiệt | 8,30 W/mK | 57,6 BTU tính bằng/giờ.ft².°F |