Porównanie stopu tytanu ---Ti-6Al-4V (klasa 5) i Ti-3Al -2,5 V (klasa 9) / UNS R56400 i UNS R56320
Stop Ti 3Al 2,5 V klasy 9to stop alfa-beta, który ma lepszą wytrzymałość w porównaniu z komercyjnie czystymi gatunkami tytanu.Gatunek ten ma również doskonałą odporność na korozję, plastyczność i spawalność.
Stop Ti-6Al-4V klasy 5jest najczęściej stosowanym ze wszystkich gatunków tytanu.Jest to stop ogólnego przeznaczenia o średniej do wysokiej wytrzymałości.Jest również określany jako stop alfa-beta.Stop ten jest w pełni podatny na obróbkę cieplną w odcinkach o grubości do 15 mm.Można go nagrzewać do 400°C (750°F), ma dobre właściwości rozciągające w temperaturze pokojowej, odporność na pełzanie do 325°C i bardzo dobrą wytrzymałość zmęczeniową.Wiadomo również, że jest wysoce odporny na ogólną korozję w wodzie morskiej.
Klasa 5 Ti-6Al-4VBlacha 2mm Zgodnie z AMS 4911
Klasa 9 Ti 3Al 2,5 VBezszwowa rura zgodnie z ASTM B338
Skrawalność
GR5-Chociaż twardy stop Ti-6Al-4V klasy 5 można obrabiać przy użyciu odpowiedniej ilości chłodziwa, małych prędkości i dużych posuwów.Do obróbki tego stopu należy stosować narzędzia szybkoobrotowe, a zalecanymi typami narzędzi są narzędzia z węglika wolframu o oznaczeniach C1-C4 lub na bazie kobaltu.
GR9-Chociaż twardy stop Ti 3Al 2,5 V klasy 9 można obrabiać przy użyciu odpowiedniej ilości chłodziwa, małych prędkości i dużych posuwów.Do obróbki tego stopu należy stosować narzędzia szybkoobrotowe, a zalecanymi typami narzędzi są węgliki spiekane o oznaczeniach C1-C4 lub na bazie kobaltu.
Formowanie
Gr5-Stop Ti-6Al-4V klasy 5 może być formowany na gorąco lub na zimno.Techniki formowania obejmują hydropress, stretch lub drop-hammer.
GR9-Stop Ti 3Al 2,5 V klasy 9 może być formowany na gorąco lub na zimno przy użyciu techniki hydropress, power brake, stretch lub drop hammer.
Spawalniczy
Gr5-Spawalność stopu Ti-6Al-4V klasy 5 oceniono jako zadowalającą.
GR9-Spawalność stopu Ti 3Al 2,5V klasy 9 oceniono jako dobrą.
Wyżarzanie
Gr5-Wyżarzanie można przeprowadzić przez utrzymywanie w temperaturze 732°C (1350°F) przez 1/4 do 4 godzin, następnie schłodzenie pieca do 566°C (1050°F), a następnie chłodzenie powietrzem.W przypadku odkuwek i prętów chłodzenie pieca nie jest wymagane.
GR9-Materiał można całkowicie wyżarzyć w temperaturze 593-760°C (1100-1400°F) przez 3 godziny, a następnie schłodzić powietrzem.W celu odprężenia materiał należy podgrzać do temperatury 316-649°C (600-1200°F) przez 3 godziny i schłodzić powietrzem.
Obróbka cieplna
Gr5-Obróbkę rozpuszczającą materiału przeprowadza się w temperaturze 904-954°C (1660-1750°F) przez 2 godziny, po czym następuje hartowanie wodą.
GR9-Materiał należy poddać obróbce cieplnej rozpuszczającej do temperatury 871-927°C (1600-1700°F), a następnie trzymać przez 15-20 minut i hartować wodą.
Kucie
Gr5-Kucie zgrubne stopu Ti-6Al-4V klasy 5 powinno być wykonywane w temperaturze 982°C (1800°F), a wykończone w temperaturze 968°C (1750°F).
gr9-Kucie zgrubne można wykonać w temperaturze 900°C (1650°F), a zakończyć w temperaturze 843°C (1550°F).
Gorąca praca
Gr5-Obróbka na gorąco zwiększa ogólną plastyczność materiału.
gr9-Obróbka na gorąco zwiększa ogólną plastyczność materiału.
Chłodne pracowanie
Gr5-Właściwości obróbki na zimno tego materiału są takie same, jak średnio hartowanej austenitycznej stali nierdzewnej.Zaleca się wyżarzanie po zakończeniu pracy w celu przywrócenia korzystnych właściwości użytkowych.
gr9-Właściwości obróbki na zimno tego materiału są takie same jak austenitycznej stali nierdzewnej.Zaleca się wyżarzanie po zakończeniu pracy, aby ponownie uzyskać korzystne właściwości użytkowe.
Starzenie się
Gr5-Starzenie stopu Ti-6Al-4V klasy 5 można przeprowadzić w temperaturze 538°C (1000°F) przez 4 godziny, a następnie schłodzić powietrzem.
gr9-W przypadku stopu Ti 3Al 2,5 V stopnia starzenia 9 materiał należy podgrzać do temperatury 482-510°C (900-950°F) przez 2 do 8 godzin, a następnie schłodzić powietrzem.
Aplikacje
Gr5-Stop Ti-6Al-4V klasy 5 jest popularnym stopem tytanu i jest szeroko stosowany w wielu gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle lotniczym, energetycznym, morskim i przybrzeżnym.
gr9-Stop Ti 3Al 2,5 V klasy 9 jest stosowany w następujących obszarach zastosowań:
-Do przewodów w układach hydraulicznych samolotów i silników
-Kije golfowe i rakiety tenisowe
-Wyczynowe rowery
Właściwości obróbki na zimno tego materiału są takie same, jak średnio hartowanej austenitycznej stali nierdzewnej.Zaleca się wyżarzanie po zakończeniu pracy w celu przywrócenia korzystnych właściwości użytkowych.
Tabele porównawcze właściwości mechanicznych iSkład chemiczny
| Właściwości mechaniczne | |||
| Stopień | Wytrzymałość na rozciąganie MPA (min) | Granica plastyczności MPA (min) | Wydłużenie % (min) |
| Gr5/UNS R56200 | 895 | 828 | 10 |
| Gr9/UNS R56320 | 620 | 483 | 15 |
| Skład chemiczny | ||||||||
| Stopień | Zawartość elementów %(max) | |||||||
| Fe | O | N | C | H | Glin | Va | Ti | |
| Gr5/UNS R56200 | 0,4 | 0,2 | 0,05 | 0,08 | 0,015 | 5,5-6,75 | 3,5-4,5 | Balansować |
| Gr9/UNS R56320 | 0,25 | 0,15 | 0,03 | 0,08 | 0,015 | 2,5-3,5 | 2,0-3,0 | |
Materiały równoważne stopowi Ti-6Al-4V klasy 5Istop Ti 3Al 2,5 V klasy 9są następujące:
| Gr5 | 4928 | 4965 | 4967 | MIL T-81915 | MIL T-9046 |
| 4920 | 4954 | ASTM B265 | MIL T-81556 | MIL T-9047 | |
| 4911 | 4935 | ASTM B348 | MIL F-83142 | SPS M618 | |
| 4906 | 4934 | ASTM B381 | GE C50TF12 | DMS 1570 | |
| 4905 | 4930 | DIN 3.7164 | |||
| gr9 | 4943 | 4944 | 4954 | ASTM B337 | |
| ASTM B338 | ASTM B348 | ASTM B381 | ASTM B265 | ||
| GE B50TF117 | MIL T-9046 | MIL T-9047 | PWA 1260 | DMS 2241 |
Właściwości termiczne stopu Ti-6Al-4V klasy 5Istop Ti 3Al 2,5 V klasy 9 znajdują się w tabeli poniżej.
| Nieruchomości | Metryczny | Cesarski | |
| klasa 5 Ti 6Al 4V | Współczynnik rozszerzalności cieplnej (@0,000-100°C/32-212°F) | 9 µm/m°C | 5 µin/cal°F |
| Przewodność cieplna | 6,60 W/mK | 45,8 BTU na cal/godz. stopę².°F | |
| klasa 9 Ti 3Al 2,5V | Współczynnik rozszerzalności cieplnej (@20-95°C/68-203°F) | 9,61 µm/m°C | 5,34 µcal/cal°F |
| Przewodność cieplna | 8,30 W/mK | 57,6 BTU cal/h.ft².°F |