GR5 Titanium Bar (Ti-6Al-4V) - Pengenalan Produk
Ringkasan
Batangan titanium GR5(Kelas 5, sebutan CinaTC4) adalah produk berbentuk batangan yang terbuat dari paduan Ti-6Al-4V - yang merupakan paduan titanium yang paling banyak digunakan di dunia, menyumbang lebih dari 50% dari total konsumsi titanium. Bahan ini menggabungkan kekuatan tinggi, kepadatan rendah, ketahanan terhadap korosi yang sangat baik, dan kemampuan fabrikasi yang baik, menjadikannya material standar untuk aplikasi industri dirgantara, medis, kelautan, dan{10}}berperforma tinggi. Batangan GR5 biasanya dipasok sebagai produk canai panas, tempa, atau ditarik dingin/digiling dengan diameter dari3 mm hingga 300+ mm, panjangnya sampai dengan 6 meter atau sesuai kebutuhan.
1. Komposisi Kimia (sesuai ASTM B348 / ASTM F136)
表格
| Elemen | Konten (%) | Fungsi |
|---|---|---|
| Titanium (Ti) | Saldo (~90%) | Logam dasar |
| Aluminium (Al) | 5.5 – 6.75% | -penstabil; memperkuat dan meningkatkan-kinerja suhu tinggi |
| Vanadium (V) | 3.5 – 4.5% | -penstabil; meningkatkan kekuatan, keuletan, dan kemampuan pengerasan |
| Besi (Fe) | Kurang dari atau sama dengan 0,40% | Batas pengotor |
| Oksigen (O) | Kurang dari atau sama dengan 0,20% | Memperkuat interstisial (terkendali) |
| Karbon (C) | Kurang dari atau sama dengan 0,08% | Batas pengotor |
| Nitrogen (N) | Kurang dari atau sama dengan 0,05% | Batas pengotor |
| Hidrogen (H) | Kurang dari atau sama dengan 0,015% | Batas pengotor (risiko penggetasan kritis -) |
| Itrium (Y) | Kurang dari atau sama dengan 0,005% | Batas sisa |
2. Sifat Mekanik (ASTM B348, kondisi anil)
表格
| Milik | Nilai |
|---|---|
| Kekuatan tarik | Lebih besar atau sama dengan 895 MPa(biasanya 950–1.100 MPa) |
| Kekuatan hasil | Lebih besar dari atau sama dengan 825 MPa(biasanya 850–1.000 MPa) |
| Pemanjangan | Lebih besar dari atau sama dengan 10% (biasanya 14–18%) |
| Pengurangan luas | Lebih besar dari atau sama dengan 25% |
| Kekerasan | ~320–360 HB (≈ 34–38 HRC) |
| Kepadatan | 4,43 gram/cm³(sekitar 56% baja) |
| Modulus elastis | ~114 IPK |
| Kisaran leleh | ~1.600–1.670 derajat |
| Suhu layanan | –250 derajat hingga ~400 derajat(jangka-panjang) |
Setelahpengobatan solusi + penuaan (STA), kekuatan dapat mencapai 1.100–1.300 MPa - peningkatan ~20–30% dibandingkan kondisi anil.
3. Sifat Fisik
表格
| Milik | Nilai | Catatan |
|---|---|---|
| Rasio-kekuatan terhadap-berat | Luar biasa | Lebih tinggi dari kebanyakan baja dan paduan aluminium |
| Konduktivitas termal | 6.7 W/(m·K) | Panas pemesinan - rendah terkonsentrasi pada alat |
| Ekspansi termal | 8.6 × 10⁻⁶/K | Rendah - stabilitas dimensi baik |
| Panas spesifik | ~560 J/(kg·K) | |
| Biokompatibilitas | Bagus sekali | Tidak-beracun, diterima sepenuhnya oleh jaringan manusia |
| Ketahanan korosi | Film pasif TiO₂ yang luar biasa | Air laut, klorida, asam pengoksidasi, cairan tubuh |
| Sifat magnetik | Non-magnetik | Cocok untuk-perangkat yang kompatibel dengan MRI |
4. Karakteristik Metalurgi
+ struktur dua-fasa: Aluminium menstabilkan fase heksagonal; vanadium menstabilkan fase kubik berpusat-tubuh ( -suhu transus ≈ 980–1.000 derajat ).
Panas-dapat diobati: Fase ini memungkinkansolusi + perawatan penuaanuntuk memperoleh kekuatan yang besar - keunggulan utama dibandingkan titanium murni komersial.
Kontrol struktur mikro: Pemrosesan di bidang + menghasilkan struktur dupleks halus (equiaxed + transform ) dengan keseimbangan kekuatan, keuletan, dan ketahanan lelah terbaik.
Kepekaan: Pengambilan hidrogen harus dikontrol secara ketat (pengelasan, pengawetan, cairan pendingin permesinan); -konten fase meningkat pada suhu tinggi - jendela kerja panas harus dikelola.
5. Proses Pembuatan
Meleleh- Peleburan busur vakum tiga kali lipat (VAR) dari titanium spons + paduan master Al-V untuk homogenitas
Penempaan/penguraian- Ingot ditempa menjadi billet di bidang atau +
Penggulungan / penempaan panas ke batangan- Digulung atau ditempa hingga diameter akhir atau mendekati-diameter akhir (biasanya 700–950 derajat )
anil- Mill anil pada suhu 700–850 derajat untuk mengembalikan keuletan
Gambar dingin / penggilingan tanpa pusat(opsional) - Untuk diameter dan permukaan akhir yang presisi
Pelurusan- Memutar atau meluruskan tekan
Perawatan permukaan- Pemesinan/pembubutan, pemolesan, atau peledakan pasir
Inspeksi & pengujian- Deteksi cacat UT, pemeriksaan dimensi, pengujian tarik, PMI, penetran pewarna - MTC penuh (EN 10204 3.1/3.2) disediakan
6. Bentuk & Toleransi Produk
表格
| Membentuk | Keterangan | Toleransi Khas |
|---|---|---|
| Batang canai-panas | Saat-permukaan digulung, menjadi hitam/teroksidasi | h11/h12 |
| Batangan palsu | Kualitas internal lebih baik, diameter lebih besar | Sesuai kesepakatan |
| Batang-dingin yang ditarik/dibumikan | Permukaan cerah, dimensi presisi | h8/h9/h10 |
| Batangan yang sudah dikupas/dibalik | Permukaan yang dikerjakan dengan mesin, menghilangkan lapisan casing yang didekarburasi/- | h9/h11 |
| Bilah tanah-tanpa pusat | Cermin atau penyelesaian presisi untuk pemesinan | h7/h8 |
Kondisi permukaan tersedia:hitam (seperti-digulung), diasamkan, disemprot pasir, dibalik/digiling, dipoles.
7. Area Aplikasi Utama
Dirgantara (pasar terbesar)
Komponen struktur pesawat: rangka, braket, pengencang
Bagian-bagian mesin: bilah kompresor, cakram, poros
Komponen roda pendaratan dan aktuator
Hub rotor helikopter
Medis
Implan bedah: sekrup tulang, pelat, kuku intramedulla, alat fiksasi tulang belakang
Perlengkapan dan penyangga implan gigi
Instrumen bedah dan alat kosong
(Catatan: untuk implan permanen, versi ELI -Kelas 23 / Ti-6Al-4V ELI- dengan interstisial lebih rendah sering kali ditentukan per ASTM F136)
Kelautan & Lepas Pantai
Poros baling-baling, pengencang bawah air, kopling
Komponen pompa air laut, batang katup
Bagian struktur-peralatan laut dalam
Industri & Energi
Poros pabrik kimia, agitator, komponen pompa
Komponen bejana bertekanan tinggi-
Suku cadang balap otomotif (batang penghubung, katup)
Peralatan olah raga: rangka sepeda, kepala tongkat golf, raket tenis
8. Perbandingan: GR5 vs. Batangan Titanium Murni
表格
| Barang | GR2 (TA2) Batang | Batang GR5 (TC4). |
|---|---|---|
| Jenis | Murni secara komersial | + paduan |
| Kekuatan tarik | ~450–550 MPa | ~950–1.100 MPa |
| Kekuatan hasil | ~350 MPa | ~850 MPa |
| Daktilitas | Lebih tinggi (ε Lebih besar dari atau sama dengan 25%) | Sedang (ε Lebih besar dari atau sama dengan 10–14%) |
| Ketahanan korosi | Bagus sekali | Luar biasa (hampir{0}}sama) |
| Perawatan panas | Anneal saja | Solusi + penuaan tersedia |
| Biaya | Lebih rendah | ~2–3× lebih tinggi |
| Terbaik untuk | Peralatan kimia, bagian yang dibentuk | Suku cadang dirgantara, medis,-beban tinggi |
9. Standar yang Relevan
表格
| Standar | Cakupan |
|---|---|
| ASTM B348 | Batangan dan billet - standar produk utama |
| ASTM F67/F136 | Nilai implan bedah (F136 untuk Ti-6Al-4V ELI) |
| AMS 4928 | Spesifikasi bar kedirgantaraan, penempaan, dan cincin |
| ASME SB348 | Versi kode bejana tekan |
| GB/T 2965 | Standar Cina untuk batangan titanium dan paduan titanium |
| DIN 3.7165 / EN 3.7164 |
Sebutan Eropa
|
