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          鈦及鈦合金行業

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          鈦合金的TC4和TC4ELI的區別

             2022-04-26 1440

            TC4鈦合金

            TC4鈦合金是由美國于1954年研制成功的 α-β 型合金,含有6%的 α 穩定元素和4%的 β 穩定元素 V。TC4鈦合金名義成分的鋁當量為7.0,當量為2.9,退火狀態含10%-15% β 相。Al 在Ti-Al-V 系中通過固溶強化 α 相提高合金的室溫強度和熱強性能,而 V是鈦合金中既能提高強度又能改善塑性的少數合金元素之一。V 對鈦合金塑性的有利影響,是因為它不像大多數合金元素那樣增大 α 態晶格 c/a 軸的比值,而是減少該比值,從而提高 α 相的形成,避免在長時間使用過程中出現合金脆化。

            TC4鈦合金的主要特點是優異的綜合性能和良好的工藝性能。TC4鈦合金具有中等室溫強度和高溫強度,良好的蠕變抗力和熱穩定性,較高的抗疲勞性能和海水中的裂紋擴展抗力,以及令人滿意的斷裂韌性和抗熱鹽應力腐蝕性能,對氫的敏感性也比TC2、TC1合金小,適合于制造-196~450℃較寬的溫度范圍內工作的各種零件,特別是采用損傷容限制原則設計的零部件。TC4鈦合金還具有優良的工藝塑性和超塑性,適合于用各種壓力加工方法進行成形,并采用各種方式進行焊接和機械加工。

            TC4鈦合金的主要半成品形式為棒材、鍛件、薄板、厚板、型材和絲材等,也用于鑄件(ZTC4)。

            TC4ELI鈦合金

            TC4ELI 是 TC4 的改進型,其主要區別是不同的  Al 含量和較低的間隙元素 Fe、N、H、O 的含量。

            TC4ELI鈦合金以其生物相容性良好、彈性模量低、密度低、防腐性能好、無毒、屈服強度高、疲勞壽命長、室溫下塑性較大、易成形等優點而成為醫用外科植入物的理想材料。醫用TC4ELI鈦合金板材主要用于顱骨修復、接骨等方面,這對其強度、疲勞壽命、塑性等有更高的要求。

            鈦合金是以鈦元素為基加入其他元素組成的合金。鈦有兩種同質異晶體:鈦是同屬素異構體,熔點為1668℃,在低于882℃時呈密排六方晶格結構,稱為α-鈦;在882℃以上呈體心立方品格結構,稱為β-鈦。利用鈦的上述兩種結構的不同特點,添加適當的合金元素,使其相變溫度及組分含量逐漸改變而得到不同組織的鈦合金(titanium alloys)。

            TC4 ELI鈦合金在TC4合金的基礎上,降低了間隙元素C,O,N和雜質元素Fe的含量,強度有所降低,但可顯著提高容韌性。TC4 ELI具有較好的塑性、韌性、良好的焊接性能及低溫使用性能,廣泛應用于低溫工程、醫療、艦船及飛行器等重要領域。

            TC4合金可在普通環境或者高溫環境下使用,TC4ELI合金可在超低溫環境下使用

            TC4鈦合金與TC4ELI鈦合金相近牌號有:T-6A-4V/Grade 5(美國牌號),BT 6(俄羅斯牌號)、IMI 318(英國牌號)、TiAI6V4(德國牌號)。

            醫療設備制造在人體內因外傷、腫瘤造成的骨、關節損傷,采用鈦及鈦合金制造人工關節,接骨板和螺釘,現已廣泛應用于臨床。還用于髖關節(包括股骨頭)、膝關節、肘關節、掌指關節、指間關節、下頜骨、人造椎體(脊柱矯形器)、心臟起博器外殼、人工心臟(心形瓣膜)、人工種植牙、鈦牙齒正畸器以及鈦網在頭蓋骨整形方面等。

            鈦及鈦合金由于比強度高、生物相容性和耐體液腐蝕性好等特點,正日益受到重視。

            Ti 6Al-4V ELI 是 Ti 6Al-4V 組織間隙較小的一款牌號,由此可以達到最大韌性,適用于海水和低溫環境。這款牌號的合金通常在退火狀態進行使用。Ti 6Al-4V 在醫療植入領域是一個較好的選擇材料。

            生產工藝為:在900-120華氏度1-4小時中弛力退火、空冷。雙重退火,圓棒和鍛件的工藝為:在50-100的華氏度beta轉變溫度下固溶退火,至少保持1小時后空冷,之后在1300-1400華氏度重新加熱,保持至少1小時后,空冷。弛力退火適合在焊接后進行


           
          標簽: TC4
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