TC4 titano lydinį, antro tipo titano lydinį, sėkmingai sukūrė JAV 1954 m. Jį sudaro 6 % stabilaus elemento ir 4 % stabilaus elemento V. Nominali TC4 titano lydinio sudėtis atitinka 7.0 aliuminio, kurio molibdeno ekvivalentas yra 2,9. Atkaitintame lydinyje yra 10 % -15 % beta fazės. Aliuminio pridėjimas padidina lydinio stiprumą kambario temperatūroje ir šiluminio stiprumo savybes, sustiprindamas fazę kietu tirpalu Ti-Al-V sistemoje. Kita vertus, V yra vienas iš nedaugelio legiravimo elementų, kurie pagerina titano lydinių stiprumą ir plastiškumą. Skirtingai nuo daugumos legiravimo elementų, V turi teigiamą poveikį titano lydinių plastiškumui, nes sumažina c/a ašių santykį -būsenos gardelėse, skatina -fazės susidarymą ir apsaugo nuo ilgalaikio lydinio trapumo naudojimo metu.
TC4 titano lydinys išsiskiria išskirtiniu bendru našumu ir palankiomis proceso charakteristikomis. Šis lydinys pasižymi vidutiniu stiprumu kambario temperatūroje ir dideliu stiprumu aukštesnėje temperatūroje. Jis demonstruoja nuostabų atsparumą šliaužimui ir terminį stabilumą, taip pat didelį atsparumą nuovargiui ir atsparumą įtrūkimams jūros vandenyje. Be to, jis pasižymi patenkinamu atsparumu lūžiams ir atsparumu šiluminiam druskos įtempimui. TC4 titano lydinys taip pat pasižymi mažesniu vandenilio jautrumu, palyginti su TC2 ir TC1 lydiniais. Todėl jis yra tinkamas gaminti įvairius komponentus, kurie veikia plačiame temperatūrų diapazone nuo -196 iki 450 laipsnių, ypač dalis, sukurtas atsižvelgiant į pažeidimo tolerancijos ribą.
Be to, TC4 titano lydinys pasižymi puikiu lankstumu ir superplastiškumu, todėl jį galima formuoti naudojant įvairius slėgio apdorojimo metodus. Jis taip pat puikiai tinka suvirinimo ir apdirbimo operacijoms, todėl siūlo universalius gamybos būdus.
TC4 titano lydinys yra įvairių pusgaminių, įskaitant strypus, kaltinius, lakštus, storas plokštes, profilius ir laidus. Be to, jis naudojamas liejiniuose (vadinamas ZTC4).
TC4ELI titano lydinys
TC4ELI yra patobulinta TC4 titano lydinio versija, išsiskirianti pakeistu aliuminio kiekiu ir sumažėjusiu intersticinių elementų, pvz., geležies (Fe), azoto (N), vandenilio (H) ir deguonies (O), kiekiu.
TC4ELI titano lydinys išpopuliarėjo kaip pageidaujama medicininių chirurginių implantų medžiaga dėl savo išskirtinio biologinio suderinamumo, mažo elastingumo modulio, lengvumo, atsparumo korozijai, netoksiškumo, didelio takumo stiprumo, ilgesnio nuovargio naudojimo, didelio plastiškumo kambario temperatūroje ir lengvumo. formuojamumas. Medicinos srityje TC4ELI titano lydinio lakštai daugiausia naudojami kaukolės taisymui ir kaulų fiksavimui, kai keliami griežti stiprumo, nuovargio naudojimo ir plastiškumo reikalavimai.
Titano lydinys, kurio pagrindinis elementas yra titanas kartu su kitais legiravimo elementais, turi dvi izomorfines kristalų struktūras. Žemiau 882 laipsniais titanas įgyja glaudžią šešiakampę gardelės struktūrą, vadinamą -titanu, o virš 882 laipsnių jis virsta į kūną orientuota kubine gardelės struktūra, vadinama beta-titanu. Kruopščiai įtraukiant tinkamus legiravimo elementus, kad būtų pakeista fazinio virsmo temperatūra ir komponentų sudėtis, galima gauti skirtingų struktūrų titano lydinius, pasinaudojant išskirtinėmis šių dviejų struktūrų savybėmis.
Remiantis TC4 lydinio pagrindu, TC4ELI titano lydinys sumažina intersticinių elementų, pvz., anglies (C), deguonies (O) ir azoto (N), taip pat priemaišų elemento geležies (Fe) buvimą, todėl sumažėja jėga. Tačiau šis reguliavimas žymiai padidina lydinio talpą ir tvirtumą. TC4ELI pasižymi puikiu plastiškumu, tvirtumu, suvirinimo našumu ir našumu žemoje temperatūroje, todėl yra plačiai taikomas tokiose svarbiose srityse kaip žemos temperatūros inžinerija, medicininis gydymas, laivai ir orlaiviai.
Nors TC4 lydinys yra tinkamas naudoti įprastoje arba aukštoje temperatūroje, TC4ELI lydinys yra specialiai sukurtas itin žemai temperatūrai.
Palyginti su TC4 titano lydiniu ir TC4ELI titano lydiniu yra T-6A-4V/Grade 5 (amerikietiška klasė), BT 6 (rusiška klasė), IMI 318 (Britanijos klasė) ir TiAI6V4 (vokiečių kalba). laipsnis).
Medicininės įrangos gamybos srityje titanas ir titano lydiniai plačiai naudojami sprendžiant traumų ir navikų sukeltus kaulų ir sąnarių pažeidimus. Dirbtinės jungtys, kaulų plokštės ir varžtai dažniausiai gaminami iš titano ir titano lydinių, kurie sulaukė didelio pripažinimo klinikinėje praktikoje. Šios medžiagos naudojamos klubų sąnariuose (įskaitant šlaunikaulio galvutes), kelių sąnariuose, alkūnių sąnariuose, metakarpofalanginiuose sąnariuose, tarpfalanginiuose sąnariuose, apatiniuose žandikauliuose, dirbtiniuose stuburo kūnuose (stuburo ortozėse), širdies stimuliatoriaus korpusuose, dirbtinėse širdyse (širdies vožtuvuose), dirbtiniuose dantų implantuose, titanuose. -nikelio dantų ortodontija ir titano tinklelis kranioplastikai. Dėl didelio specifinio stiprumo, puikaus biologinio suderinamumo ir atsparumo kūno skysčių korozijai titanas ir titano lydiniai tampa vis populiaresnėmis medžiagomis.
Ti 6Al-4V ELI yra Ti 6Al-4V lydinio variantas, turintis siauresnį konstrukcinį tarpą, leidžiantį pasiekti maksimalų kietumą. Ši klasė ypač tinka naudoti jūros vandenyje ir žemos temperatūros aplinkoje. Paprastai Ti 6Al-4V ELI naudojamas atkaitintas ir yra puikus pasirinkimas medicininiams implantams.
Gamybos procesas apima atkaitinimą atpalaiduojant, kai lydinys aušinamas oru 900–1200 laipsnių pagal Farenheitą temperatūroje 1–4 valandas. Apvaliems strypams ir kaltiniams gaminiams taikomas dvigubas atkaitinimo procesas. Iš pradžių tirpalo atkaitinimas atliekamas 50–100 laipsnių pagal Farenheitą aukštesnėje nei beta perėjimo taško temperatūroje. Šioje temperatūroje medžiaga laikoma mažiausiai 1 valandą prieš atvėsinant oru. Vėliau lydinys kaitinamas iki 1300-1400 laipsnių pagal Farenheitą mažiausiai 1 valandą ir aušinamas oru. Po suvirinimo operacijų rekomenduojamas atkaitinimas atpalaiduojantis.
