El titani de grau 4 és unTitani comercialment pur (CP)Grau, és a dir, conté elements d'aliatge mínims (a diferència dels aliatges de titani com el grau 5 Ti - 6al-4V) i consisteix principalment en titani pur (normalment més gran o igual al 99,0% de contingut de titani). És un dels graus de titani CP més utilitzats, distingits pel seu equilibri de força mecànica, resistència a la corrosió i formabilitat, tot i que és el que és elmés fortEntre tots els graus estàndard de titani CP (superant els graus 1, 2 i 3).
Químicament, el titani de grau 4 inclou impureses de traça (controlats per estàndards de la indústria com ASTM B265 per a plaques/fulls o ASTM F67 per a aplicacions mèdiques) com ferro (màxim ~ 0,50%), oxigen (màxim ~ 0,40%), carboni (màxim ~ 0,08%), nitrogen (màxim ~ 0,05%) i hidrogen (màxim ~ 0,015%). Aquestes impureses, en particular l’oxigen, contribueixen a la seva força més alta en comparació amb els graus de CP més baixos.
Les característiques clau del titani de grau 4 inclouen:
Excel·lent resistència a la corrosió a Mild - a - ambients moderats (per exemple, aire, aigua dolça, la majoria d’àcids orgànics i diluir àcids inorgànics), gràcies a un film dens, auto - curat de la pel·lícula d’òxid (tio₂) que es forma a la seva superfície.
Una bona formabilitat (per exemple, es pot doblegar, enrotllar, soldar i mecanitzar) malgrat la seva resistència més alta, tot i que és lleugerament menys dúctil que els graus de CP inferiors (per exemple, grau 2).
La biocompatibilitat, fent -la adequada per a implants i dispositius mèdics.
Les seves aplicacions típiques abasten indústries com ara medicina (implants ortopèdics, instruments quirúrgics), aeroespacial (no - components estructurals), processament químic (baix - manipulació de fluids de corrosió) i béns de consum (alts {{2} joieria de força, casos de vigilància).
La densitat del titani de grau 4 éscoherent amb el del titani comercialment pur a tots els graus, ja que la densitat és una propietat material determinada principalment per la seva composició elemental (i el contingut de titani és gairebé idèntic en tots els graus CP).
La densitat estàndard del titani de grau 4 és:
4.51 grams per centímetre cúbic (g/cm³)
O, en unitats imperials: aproximadament 0,163 lliures per polzada cúbica (lb/in³)
Aquesta densitat és significativament inferior a la dels metalls comuns com l’acer (7,85 g/cm³) o d’acer inoxidable (7,93 g/cm³), fent que el grau 4 titani sigui una opció lleugera mantenint una gran resistència - un avantatge clau per al pes - aplicacions sensibles (per exemple, implants mèdics, components aeroscace).
La duresa del titani de grau 4 varia lleugerament segons la sevaTemper (estat de tractament tèrmic)- El temperament més comú per al grau 4 és "recobert" (un tractament tèrmic suavitzant que optimitza la ductilitat i la formabilitat). A continuació, es mostra el rang de duresa típic del titani de grau 4 en el seu estat de recobriment estàndard, mesurat amb escales de duresa comunes:
Nota: la duresa pot augmentar lleugerament si el titani de grau 4 està sotmès a treballs en fred (per exemple, rodar, forjar sense recobriment posterior), ja que la deformació en fred introdueix tensions internes que augmenten la força i la duresa al cost de la ductilitat. Per exemple, Cold - El grau 4 treballat pot arribar a valors de duresa de Brinell fins a ~ 130 HB, però això és menys comú que l'estat recobert per a la majoria de les aplicacions.
En comparació amb els graus de CP més baixos, la duresa del grau 4 és notablement més elevada: per referència, el titani de grau 2 recobert normalment oscil·la entre 70 i 80 HB, mentre que el rang de 90-110 HB de grau 4 reflecteix el seu estat com a grau de titani CP més fort.
