Титановая пластина Eli Ti-6al-4V Grade 5

Ti-6Al-4V, также известный как TC4, представляет собой сплав, состоящий из 90% титана (Ti), 6% алюминия (Al) и 4% ванадия (V).Он значительно прочнее чистого титана благодаря нескольким ключевым факторам:

1. Легирующие элементы: добавление алюминия и ванадия в сплав Ti-6Al-4V обеспечивает механизмы упрочнения твердого раствора и дисперсионного твердения.Алюминий образует с титаном твердый раствор, увеличивая прочность материала.Ванадий образует осадки внутри титановой матрицы, еще больше упрочняя сплав.Эти легирующие элементы повышают общую прочность и твердость Ti-6Al-4V по сравнению с чистым титаном.

2. Кристаллическая структура: чистый титан имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую структуру (HCP), которая ограничивает его способность подвергаться пластической деформации.Напротив, Ti-6Al-4V имеет смесь кристаллических структур HCP и объемно-центрированной кубической (BCC) из-за присутствия легирующих элементов.Эта двухфазная микроструктура обеспечивает большую пластичность и улучшенные деформационные характеристики, что приводит к увеличению прочности и ударной вязкости.

3. Контроль размера зерна: легирующие элементы в сплаве Ti-6Al-4V помогают контролировать размер зерна в процессе производства.Меньшие размеры зерен способствуют повышению прочности и твердости.Добавление алюминия и ванадия помогает улучшить зернистую структуру, в результате чего материал становится более прочным по сравнению с чистым титаном.

4. Упрочнение твердого раствора. Механизм упрочнения твердого раствора возникает, когда легирующие элементы растворяются в титановой матрице, создавая искажения решетки и препятствуя движению дислокаций.Атомы алюминия и ванадия в сплаве Ti-6Al-4V образуют с титаном твердый раствор, повышая прочность и твердость материала.

5. Дисперсионное упрочнение: наличие ванадия в сплаве Ti-6Al-4V обеспечивает дисперсионное твердение.Во время термообработки атомы ванадия образуют выделения внутри титановой матрицы, которые дополнительно упрочняют сплав, препятствуя движению дислокаций и повышая устойчивость материала к деформации.

В целом, сочетание легирующих элементов, кристаллической структуры, контроля размера зерна, а также механизмов упрочнения твердого раствора и дисперсионного твердения в сплаве Ti-6Al-4V значительно повышает его прочность по сравнению с чистым титаном.Это делает Ti-6Al-4V предпочтительным выбором в тех случаях, когда требуются высокая прочность, коррозионная стойкость и легкий вес, например, в аэрокосмической, автомобильной и биомедицинской промышленности.