Razlike između TA1, TA2 i TC4 titana
Pregled
TA1, TA2 i TC4su kineske (GB) oznake za tri najraširenija materijala od titana.TA1 i TA2 pripadaju komercijalno čistom titanu (CP-Ti), dokTC4 je + legura titana(ekvivalent stupnju 5 / Ti-6Al-4V). Temeljno se razlikuju po sastavu, snazi i primjeni.
表格
| Artikal | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Kategorija | Komercijalno čisti titan | Komercijalno čisti titan | + legura titana |
| ASTM ekvivalent | 1. stupanj | 2. stupanj | Razred 5 (Ti-6Al-4V) |
| Sastav | >99% Ti, vrlo niski međuprostorni elementi | >99% Ti, nešto više O/Fe | Ti + 6% Al + 4% V |
| Razina snage | Najniža | srednje | Najviša |
| Mogućnost oblikovanja | Najbolje | Dobro | Umjereno |
| trošak | Niska | Nisko–srednje | visoko |
1. Sastav i klasifikacija
TA1 - komercijalno čisti titan (meki stupanj)
Titan Veći ili jednak 99,5%, snajmanji sadržaj kisika i željezameđu komercijalnim razredima.
Jednofazna -fazna (heksagonalno tijesno-pakirana) struktura.
Najmekši i najduktilniji stupanj titana.
TA2 - komercijalno čisti titan (standardni stupanj)
Isti osnovni sastav kao TA1, ali sanešto veći sadržaj kisika/željeza, koji podiže snagu.
Još jedna -faza; thenajrašireniji CP stupanj- "radni konj" industrije titana.
ASTM ekvivalent:2. stupanj.
TC4 - legura titana (+ vrsta)
Sastav:Ti-6Al-4V- 5.5–6,75% aluminija ( -stabilizator) + 3.5–4,5% vanadija ( -stabilizator).
Dvo-fazna struktura: faza + faza (kub-centrirano tijelo), što omogućujetoplinska obrada (otopina + odležavanje)dramatično povećati snagu.
ASTM ekvivalent:5. razred- najrašireniji titanlegurau svijetu.
2. Usporedba mehaničkih svojstava
表格
| Vlasništvo | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Vlačna čvrstoća (MPa) | Veći ili jednak 240–370 | Veći ili jednak 400–550 | Veći ili jednak 895–1100 |
| Napon razvlačenja (MPa) | Veći ili jednak 170 | Veći ili jednak 275 | Veći ili jednak 825 |
| Istezanje (%) | Veći ili jednak 30 | Veći ili jednak 25 | Veći ili jednak 10–14 |
| Tvrdoća (HB) | ~100 | ~140 | ~330 |
| Gustoća (g/cm³) | 4.51 | 4.51 | ~4.43 |
| Radna temperatura | Manje od ili jednako 300 stupnjeva | Manje od ili jednako 350 stupnjeva | Manje od ili jednako 400–450 stupnjeva |
Ključna točka: TC4 je otprilike2-3 puta jačiod TA1/TA2, ali sa znatno manjom duktilnošću. TA1 je najlakše oblikovan i zavaren; TC4 je teže obraditi i oblikovati.
3. Fizička i kemijska svojstva
表格
| Vlasništvo | TA1 / TA2 (CP Ti) | TC4 (legura) |
|---|---|---|
| Otpornost na koroziju | Izvrsno- izvanredan u kloridima, morskoj vodi, oksidirajućim kiselinama | Vrlo dobro, ali malo niže od CP Ti u nekim redukcijskim medijima |
| Biokompatibilnost | Vrhunski - poželjan za implantate | Izvrsno (ELI verzija Grade 23 koja se koristi za-nosive implantate) |
| Otpornost na oksidaciju | Dobro | Bolje na povišenim temperaturama |
| Toplinska vodljivost | ~17 W/(m·K) | ~6,7 W/(m·K) - lošije (teže za obradu) |
| Modul elastičnosti | ~110 GPa | ~114 GPa |
4. Obrada i izrada
表格
| Aspekt | TA1 / TA2 | TC4 |
|---|---|---|
| Hladno oblikovanje | Izvrsno (TA1 najbolje) - duboko izvlačenje, vrtenje | Teško - obično vruće oblikovano ili žareno prije oblikovanja |
| Zavarivanje | Lako; standardni GTAW/TIG s argonskom zaštitom | Zahtijeva strogu zaštitu; zona zavara gubi čvrstoću (nema odgovora-otvrdnjavanja starenjem u zavarima) |
| Strojna obrada | Relativno lako za titan | Teško - niska toplinska vodljivost, otvrdnjavanje radom |
| Toplinska obrada | Samo žarenje (bez učinka ojačanja) | Tretman otopinom + starenjemože povećati snagu ~20–30% |
| Temperatura kovanja | ~750–850 stupnjeva | ~850–950 stupnjeva (+ polje) |
5. Tipične primjene
TA1 - gdje je važna maksimalna sposobnost oblikovanja i otpornost na koroziju:
Kemijska-oprema za duboko izvlačenje (spremnici, posude)
Stalci za galvanizaciju, košare za anode
Dijelovi izmjenjivača topline koji zahtijevaju ozbiljno oblikovanje
Medicinske/dentalne komponente kojima je potrebna maksimalna biokompatibilnost
TA2 - za-industrijsku razinu opće namjene:
Kemijski reaktori, tlačne posude, izmjenjivači topline
Sustavi cjevovoda za morsku vodu, oprema za desalinizaciju
Industrijske komponente za galvaniziranje i eloksiranje
Strukturalni dijelovi koji zahtijevaju zavarivanje + otpornost na koroziju
TC4 - gdje je neophodna velika čvrstoća:
Aerospace: konstrukcijski dijelovi zrakoplova, komponente motora, stajni trap
Medicina: vijci za kosti, zglobne proteze (ELI verzija)
Dijelovi-za automobile i trke visokih performansi
Visok{0}}posude, komponente turbina
Sportska oprema (ramovi za bicikle, palice za golf)
6. Usporedba troškova
表格
| Razred | Relativna cijena materijala | Relativni trošak izrade |
|---|---|---|
| TA1 | ~1× (osnovna linija) | Niska |
| TA2 | ~1–1.2× | Niska |
| TC4 | ~3–5× | Visoka (tvrđa obrada, potrebna toplinska obrada) |
Sažetak - Kako odabrati
表格
| Ako trebate... | Odaberite |
|---|---|
| Najbolja sposobnost oblikovanja, duboko izvlačenje, najmanja čvrstoća | TA1 |
| Uravnotežena čvrstoća, otpornost na koroziju, zavarljivost i cijena (opća industrijska uporaba) | TA2 |
| Visok{0}}omjer-na-težinu, aplikacije u zrakoplovstvu/medicini/visokom-opterećenju | TC4 |
TA1 i TA2 su komercijalno čiste vrste titana koje se uglavnom razlikuju po čvrstoći (TA2 je jači zbog višeg sadržaja kisika), dok je TC4 legura Ti-6Al-4V koja se može toplinski -obraditi i nudi dva do tri puta veću čvrstoću po cijeni mogućnosti oblikovanja, zavarljivosti i cijene.
