El titani de grau 4 és elGrau de titani més fort comercial (CP) més fort(superior als graus 1, 2 i 3), amb força mecànica adaptada a les aplicacions que requereixen un equilibri de durabilitat i formabilitat. Les seves mètriques clau de força (segons els estàndards ASTM, normalment per a condicions recobertes) són les següents:
Força a la tracció: 550–700 MPa (megapascals) o 80.000-101.500 psi (lliures per polzada quadrada). Això significa que pot suportar una força important abans de trencar -se.
Força de rendiment: 480–620 MPa (70.000–90.000 psi). La força de rendiment es refereix a l’estrès a la qual el material comença a deformar -se definitivament - crític per als usos estructurals o de càrrega -.
Allargació: 10–18%. Tot i que més fort que els graus de titani CP més baixos, encara conserva una ductilitat moderada (capacitat d’estirar abans de la fractura), fent -la adequada per a la flexió, la soldadura i el mecanitzat.
La seva força prové principalment del contingut d’oxigen controlat (fins a ~ 0,40%, per ASTM B265), ja que l’oxigen actua com a reforçador en el titani pur sense comprometre els seus avantatges bàsics (resistència a la corrosió, lleuger).
No, el titani de grau 4 no és a prova de bala- Almenys no en els gruixos típics que s'utilitzen per a la majoria d'aplicacions (per exemple, implants mèdics, components industrials o béns de consum).
La resistència a la bala depèn de dos factors clau: la força del materialiGruix, així com el tipus de bala (per exemple, pistola vs. rondes de fusell, armadura - Piercing vs. estàndard). Titanium de grau 4, tot i que és fort per a un metall pur, no té la duresa extrema i l’absorció d’energia necessària per aturar els projectils de velocitat -. Per exemple:
Una bala de pistola estàndard de 9 mm pot penetrar fàcilment a les làmines de titani de grau prim (per exemple, de 1 a 2 mm de gruix).
Fins i tot el titani de grau 4 més gruixut (per exemple, 5-10 mm) pot no aturar les rondes de fusell, que aporten molta més energia cinètica.
Els materials veritables "Bulletproof" (sovint anomenats "balístics - resistents") són normalment aliatges especialitzats en plaques gruixudes (per exemple, {- acer de força, aliatges de titani com Ti-6al-4V Eli en plaques gruixudes) o materials compostos (EG, titani combinats amb ceràmica o fibres aramides), no en grau pur 4 de titanium.
El terme "més potent" és el context - dependent, però en termes deAlta força (sobretot a temperatures extremes), resistència, iversatilitat- trets que defineixen "potència" per a les aplicacions d'enginyeria - elTI-6AL-4V (grau 5) Aliatge de titanies considera àmpliament com el més capaç i utilitzat àmpliament "High - Performance" Titanium Aliatge.
Motius clau per al seu "poder":
Força excepcional - a - relació de pes: Té una resistència a la tracció de ~ 900–1,100 MPa (130.000–160.000 psi) en el seu estat de calor - tractat - molt superior al titani purament pur -, mentre que queda un 40% més lleuger que l’acer.
Resistència a la temperatura: Conserva la força a temperatures de fins a ~ 400 graus (750 graus F), fent -lo adequat per a entorns de calor - (per exemple, motors d'avió, turbines de gas).
Duresa equilibrada i resistència a la corrosió: A diferència d'alguns ultra - aliatges forts que són trencadissos, TI-6AL-4V manté una bona ductilitat i resisteix la corrosió en ambients durs (per exemple, aigua salada, productes químics).
Per a les necessitats de "força extrema" nínxol (per exemple, aplicacions aeroespacials o militars que requereixen ultra - alta durabilitat), variants especialitzades comTI-10V-2FE-3AL(un aliatge beta de titani amb resistència a la tracció fins a ~ 1.200 MPa) oTI-5AL-2SN-2ZR-4MO-4CR(S'utilitza per a components de tensió criogènica o alta -) poden excel·lir en escenaris específics. Tot i això, TI-6AL-4V segueix sent l’aliatge “Workhorse” a causa del seu equilibri immillorable de rendiment, disponibilitat i cost.
La combinació única de gran força de titani de grau 4 (per a un titani pur), resistència a la corrosió, biocompatibilitat i formabilitat la fa ideal per a aplicacions de diverses indústries. Els usos clau inclouen:
Medical i Dental: Implants ortopèdics (per exemple, tiges de maluc, components del genoll), contraforts dentals i instruments quirúrgics. La seva biocompatibilitat (no - tòxic, no - reactiva amb el teixit humà) i la força la fa adequada per a la implantació de terme llarg -.
Aeroespacial i aviació: No - Components estructurals (per exemple, línies hidràuliques, parts del sistema de combustible, fixacions) on la resistència lleugera i de la corrosió són crítics, i la força moderada és suficient (no s’utilitza per a parts estructurals d’alta -, que es basen en aliatges més forts com Ti-6al-4V).
Químic i industrial: Equips per a la manipulació de líquids corrosius (per exemple, vàlvules, bombes, tubs d’intercanviador de calor) en indústries com petroquímics, productes farmacèutics i dessalinització - La seva resistència a àcids, àlcalis i aigua salada supera molts acers.
Béns de consum: Joies finals - (per exemple, anells, polseres), estoigs de rellotge i equipament esportiu (per exemple, marcs de bicicleta, caps de golf). Ofereix durabilitat sense el pes de l’acer ni el cost dels aliatges de titani.
Marí: Maquinari marí (per exemple, fixadors, components del casc) per a vaixells i estructures fora del mar, ja que resisteix a la corrosió d’aigua salada millor que l’acer inoxidable.
No, el titani de grau 4 no conté níquel- És un tipus de titani comercial (CP) comercial (CP), la composició del qual és gairebé completament titani (superior o igual al 99,0%) amb només traces de les impureses controlades (no elements aliatges intencionats com el níquel).
Segons els estàndards de la indústria (per exemple, ASTM B265 per a fulls de titani, ASTM F67 per a titani mèdic), les impureses permeses del titani de grau 4 estan limitades a petites quantitats de:
Ferro (màxim ~ 0,50%)
Oxigen (màxim ~ 0,40%)
Carboni (màxim ~ 0,08%)
Nitrogen (màxim ~ 0,05%)
Hidrogen (màxim ~ 0,015%)
El níquel no està inclòs en aquestes especificacions ni s’afegeix durant la fabricació. Això és fonamental per a aplicacions com els implants mèdics, ja que el níquel pot causar reaccions al·lèrgiques en alguns individus - grau 4 de níquel de titani - composició gratuïta fa que sigui segur per als usuaris sensibles
