In cutting-edge fields such as aerospace, medical implants, and high-end chemicals, titanium materials have become an irreplaceable choice due to their outstanding strength-to-weight ratio and corrosion resistance. However, within the titanium family, industrial pure titanium TA1 (Gr1) and titanium alloy TC4 (Ti -6 al -4 V, GR5) проявяват поразително различни изпълнения по отношение на химичен състав, физични свойства и практически приложения .
From the compositional differences under ASTM standards (TA1 (Gr1) with a purity of up to 99.5% versus TC4 (Gr5) with 6% aluminum and 4% vanadium alloying), to the significant disparity in mechanical properties (TC4 (Gr5) with a tensile strength exceeding 900 MPa, three times that of TA1 (Gr1)), and the division of application Сценарии (TA1 (GR1), доминиращи химически тръбопроводи, докато TC4 (GR5), управляващи петел в двигателите на самолетите) - това „изложба на производителност“ в домейна на титанните материали отразява дълбокото привеждане в съответствие между материалите и инженерните изисквания.
Тази статия, базирана на стандарти като ASTM B265/F1472, систематично ще анализира съществените разлики между тези два ключови титаниеви материали от микроструктура към макро приложение, като ви помага точно да съответствате на избора на материали с изискванията на проекта .
1.
|
Елемент |
TA1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Ti |
По -голям или равен на 99,5% |
Баланс |
|
Al |
- |
5.5-6.75% |
|
V |
- |
3.5-4.5% |
|
Fe (Max) |
0.20% |
0.40% |
|
O (max) |
0.18% |
0.20% |
|
C (MAX) |
0.08% |
0.08% |
|
N (макс) |
0.03% |
0.05% |
|
H (Max) |
0.015% |
0.015% |
TA1 (GR1) (индустриален чист титан)
Основни компоненти: Съдържание на титан (Ti), по -голямо или равно на 99 . 5%, с примеси на следи (като желязо, въглерод, кислород, азот и т.н. .).
Няма други легиращи елементи, близо до чист титан .
Tc4 (gr5) (ti -6 al -4 v)
Основни компоненти: Титан (TI) като основа, с 6% алуминий (Al) и 4% ванадий (V), добавен .
Това е + двуфазна сплав от титаниев, с подобрена производителност чрез легиращи .
2.
|
Собственост |
TA1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Плътност (g/cm³) |
4.51 |
4.43 |
|
Точка на топене (степен) |
Около1668 |
Около1600-1650 |
|
Топлинна проводимост (w/m · k) |
17 |
6.7 |
|
Електрическо съпротивление (μΩ · m) |
0.42 |
1.7 (поради легиращи елементи) |
|
Коефициент на термично разширение (10⁻⁶/ степен) |
8.6 |
8.9 |
Разлика: TC4 (GR5) има по-ниска термична проводимост и по-голямо електрическо съпротивление поради легиране, подходящо за високотемпературни структурни компоненти, но с по-лошо разсейване на топлина .
3.
|
Собственост |
TA1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Якост на опън (MPA) |
240-550 |
895-930 (min) |
|
Якост на добив (MPA) |
170-485 |
825 (мин) _ |
|
Удължение (%) |
24(min) _ |
10(min) _ |
|
Твърда (HV) |
По -ниско (около 120 hv) |
По -високо (около 330 HV) |
|
Еластичен модул (GPA) |
102 |
110-114 |
Разлика: TC4 (GR5) има сила 2-3 пъти тази на TA1 (GR1), но с по -ниска пластичност (по -ниско удължаване) .
TC4 (GR5) има по -добра якост на умора и устойчивост на пълзене (подходящо за динамични товари) .
4. Корозионна устойчивост
Общи точки: И двете преминават ASTM B 861/B 862 тестове за корозия и се представят добре в морска вода и хлоридна среда .
Разлики:
TA1 (GR1): Малко по -добре при редуциране на киселини (като хидрохлорна киселина) от TC4 (GR5) (поради никакъв риск от сегрегация на Al/V) .
TC4 (GR5): Може да образува защитен филм поради AL елемент във високотемпературна окислителна среда, но има малко по-висока чувствителност към корозия на стреса .
5.
|
Процес |
TA1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Студена работа |
Отлично (ASTM B381 позволява дълбоко рисуване) |
Изисква отгряване (в противен случай предразположено към напукване) |
|
Гореща работа |
Не се изисква |
Изисква над фазовата температура на прехода (~ 955 градуса) |
|
Заваряване |
Отличен (TIG/лазерно заваряване, ASTM B 862) |
Добър (изисква защитен газ за предотвратяване на окисляване) |
|
Обхват |
TEndency да се придържате към острието |
По -лошо (изисква специални инструменти) |
6.
|
Поле |
TA1(Gr1) |
TC4 (GR5) |
|
Аерокосмическо пространство |
Компоненти без натоварване (като тръби) |
Остриета на двигателя, кацане (AMS 4928/4930) |
|
Химическа индустрия |
Топлообменници, реактори (ASTM SB338) |
Клапани с високо налягане, тела на помпата |
|
Медицински |
Костни плочи, винтове (ASTM F67) |
Изкуствени стави, зъбни импланти (ASTM F136) |
|
Морски |
Морски тръби (ASTM SB338) |
Корпуси за подводно налягане (MIL-DTL -46077) |
|
Граждански |
Строителна украса, глави на голф клуб |
Състезателни свързващи пръти, велосипедни рамки от висок клас |
7. цена
TA1 (GR1): по -ниска цена (поради липсата на скъпи легиращи елементи) .
TC4 (GR5): По -висока цена (съдържа алуминий и ванадий и има сложна процедура за обработка) .
Двамата се допълват взаимно, обхващайки исканията от основните индустрии до авангардни технологии във всички сценарии .
