Gr5 títan álfelgur (venjulega samsvarar Ti -6 al -4 v í ASTM stöðlum, þ.e. títan -6% ál -4% vanadíum alloy) eru víða notaðar á loft-, lækna, efnafræðilegum, marine verkfræðingum og öðrum sviðum vegna þess að þeir eru notaðir og framþróunartækni. Eftirfarandi er ítarleg greining á ástæðum fyrir víðtækri notkun títan ál frá tveimur þáttum:
Í fyrsta lagi kjarninn á títanblöndu GR5 boltum
1. Frábært hlutfall styrktar til þyngdar
Styrkur Ti -6 al -4 v er nálægt því sem er með stál með hástyrk (eins og 4340 stáli), en þéttleiki er aðeins 60% af stáli, sem dregur verulega úr þyngd uppbyggingarinnar. Til dæmis getur togstyrkur þess náð meira en 900 MPa og þéttleiki er aðeins 4,43 g/cm³, sem er sérstaklega hentugur fyrir geimreitir þar sem þörf er á þyngdartap (td flugvélar festingar geta dregið úr þyngd um 30%-40%).
2. Framúrskarandi tæringarþol
Auðvelt er að mynda þétt oxíðfilmu (Tio₂), sem getur staðist tæringu sjávar, klóríðs og súrs umhverfis. Til dæmis, í utanlandsverkfræði, geta GR5 boltar varað oftar en 10 sinnum lengur en 316 ryðfríu stáli án þess að þurfa viðbótar tæringarhúðun.
3. Biocompatible og ekki segulmagnaðir
Títan er ekki eitrað og samhæft við vefi manna, sem gerir það að valinu sem valið er fyrir bæklunarígræðslur eins og bein neglur, beinplötur. Eiginleikar þess sem ekki eru segulmagnaðir eru einnig hentugir fyrir MRI búnað, nákvæmni rafræn hljóðfæri og aðrar sviðsmyndir.
4.
Stöðug afköst frá -250 gráðu í 400 gráðu, hentugur fyrir hluti í geimvélum eða ofurleiðandi búnaði. Til dæmis heldur það hörku sinni í viðurvist fljótandi vetnis og forðast lághitastig.
5.
Hár hringlaga þreytustyrkur (u.þ.b. ± 500 MPa) gerir það afar áreiðanlegt undir kraftmiklu álagi (td væng liðs) og er ekki auðvelt að afmyndast eftir langtíma notkun.
Í öðru lagi, framleiðsluferlið Gr5 títanbolta
1. hráefni stjórn
Tómarúmbogar bráðnun (var) eða plasmabráðnun (PAM) tækni er notuð til að tryggja lítið óhreinindi innihald títan ingots (súrefnisinnihald<0.2%) and avoid embrittlement of grain boundaries.
2. hitamyndunarferli
Heitt smíða: Forging er framkvæmt fyrir ofan fasaskiptahitastigið (um 950 gráðu) til að betrumbæta kornið (ASTM bekk 5-7) og bæta vélrænni eiginleika.
Rolling & Teikning: Títanstangir eru framleiddir með fjölpassa heitri veltingu og kornstefnu er stjórnað til að hámarka styrk.
3. Hitameðferð
„Tvíhliða meðferð“ við lausnarmeðferð (900-950 gráðu vatnsbólun) og öldrun (500-600 gráðu) er notuð til að fella fína fasa agnir í áfanga og styrkurinn er aukinn um 20%-30%.
4. Nákvæmni vinnsluáskoranir
Títan hefur lélega hitaleiðni (aðeins 1/6 af stáli), þannig að það þarf að vinna það á lágum hraða og háum fóðri, og hákóbalt karbíðverkfæri eru notuð með háþrýstingskæli til að koma í veg fyrir herða vinnu.
Myndun þráða rúlla bætir yfirborðsáferð (RA<0.8μm) and reduces stress concentration.
5. Yfirborðsmeðferðartækni
Anodizing: Búðu til 5-25 μm oxíðfilmu (litarstillanlegt) með hörku upp að HV800 til að auka slitþol.
Ör-ARC oxun (MAO): 50-100 μM keramiklag myndast og tæringarþolið er aukið um meira en 10 sinnum, sem er hentugur fyrir djúpsjávarumhverfi.
6. Ströng gæða skoðun
Ultrasonic galla uppgötvun (UT) fyrir innri galla, röntgengeislun (XRD) fyrir fasa samsetningu og saltúðaprófun (ASTM B117) til að sannreyna tæringarþol tryggja stöðuga afköst frá lotu í lotu.
Í þriðja lagi, dæmigerðar atburðarásar
Aerospace:Boeing 787 skrokkurinn notar hundruð þúsunda títanbolta til að draga úr þyngd meðan hann er með loftaflfræðilegan álag.
Læknis:Teygjanleiki (110 GPa) af títan beinskrúfum er nálægt því sem er í beinum manna (30 GPa), sem dregur úr streituvarnaráhrifum.
Efnabúnaður:Í súru umhverfi sem inniheldur Cl⁻ (td jarðolíuleiðslur) er þjónustulífið 5-8 sinnum lengur en ryðfríu stáli.
Akstursíþróttir:Formúlu 1 bílar nota títanbolta til að draga úr massa fjöðrunarkerfisins og bæta svörun.
Fram, niðurstaða
Með miklum styrk, léttum, tæringarþol og öðrum eiginleikum, ásamt nákvæmni hitameðferð og yfirborðsmeðferðarferlum, hafa GR5 títanboltar orðið ákjósanlegir festingar á háum virðisaukum. Þrátt fyrir að hráefniskostnaður þess sé 5-10 sinnum meiri en stál, eru langvarandi, lág viðhaldseinkenni hagkvæmari alla lífsferilinn og knýja óbætanlegan stöðu sína í hágæða framleiðslu.
