Perbezaan Antara TA1, TA2 dan TC4 Titanium
Gambaran keseluruhan
TA1, TA2 dan TC4adalah sebutan Cina (GB) untuk tiga bahan titanium yang paling banyak digunakan.TA1 dan TA2 tergolong dalam titanium tulen secara komersial (CP-Ti), manakalaTC4 ialah aloi + titanium(bersamaan dengan Gred 5 / Ti-6Al-4V). Mereka berbeza secara asas dalam komposisi, kekuatan, dan aplikasi.
表格
| item | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| kategori | Titanium tulen secara komersial | Titanium tulen secara komersial | + aloi titanium |
| setaraf ASTM | Darjah 1 | Darjah 2 | Gred 5 (Ti-6Al-4V) |
| Komposisi | >99% Ti, interstisial sangat rendah | >99% Ti, O/Fe lebih tinggi sedikit | Ti + 6% Al + 4% V |
| Tahap kekuatan | Terendah | Sederhana | Tertinggi |
| Kebolehbentukan | terbaik | bagus | Sederhana |
| kos | rendah | Rendah–sederhana | tinggi |
1. Komposisi & Klasifikasi
TA1 - Titanium Tulen Secara Komersial (Gred Lembut)
Titanium Lebih besar daripada atau sama dengan 99.5%, dengankandungan oksigen dan besi paling rendahantara gred komersial.
Struktur -fasa tunggal (heksagon tertutup-paket).
Gred titanium yang paling lembut dan mulur.
TA2 - Titanium Tulen Secara Komersial (Gred Standard)
Komposisi asas yang sama seperti TA1 tetapi dengankandungan oksigen/besi sedikit lebih tinggi, yang meningkatkan kekuatan.
Masih satu fasa -; yanggred CP yang paling banyak digunakan- "kuda kerja" industri titanium.
setara ASTM:Darjah 2.
TC4 - Aloi Titanium ( + Jenis)
Komposisi:Ti-6Al-4V- 5.5–6.75% aluminium ( -penstabil) + 3.5–4.5% vanadium ( -penstabil).
Dua-struktur fasa: fasa + fasa (badan-padu berpusat), yang membolehkanrawatan haba (penyelesaian + penuaan)untuk meningkatkan kekuatan secara mendadak.
setara ASTM:Darjah 5- titanium yang paling banyak digunakanaloidi dunia.
2. Perbandingan Sifat Mekanikal
表格
| Harta benda | TA1 | TA2 | TC4 |
|---|---|---|---|
| Kekuatan tegangan (MPa) | Lebih besar daripada atau sama dengan 240–370 | Lebih besar daripada atau sama dengan 400–550 | Lebih besar daripada atau sama dengan 895–1,100 |
| Kekuatan hasil (MPa) | Lebih besar daripada atau sama dengan 170 | Lebih besar daripada atau sama dengan 275 | Lebih besar daripada atau sama dengan 825 |
| Pemanjangan (%) | Lebih besar daripada atau sama dengan 30 | Lebih besar daripada atau sama dengan 25 | Lebih besar daripada atau sama dengan 10–14 |
| Kekerasan (HB) | ~100 | ~140 | ~330 |
| Ketumpatan (g/cm³) | 4.51 | 4.51 | ~4.43 |
| Suhu kerja | Kurang daripada atau sama dengan 300 darjah | Kurang daripada atau sama dengan 350 darjah | Kurang daripada atau sama dengan 400–450 darjah |
Perkara utama: TC4 adalah kira-kira2-3 kali lebih kuatdaripada TA1/TA2, tetapi dengan kemuluran yang jauh lebih rendah. TA1 adalah yang paling mudah dibentuk dan dikimpal; TC4 lebih sukar untuk dimesin dan dibentuk.
3. Sifat Fizikal & Kimia
表格
| Harta benda | TA1 / TA2 (CP Ti) | TC4 (Alloy) |
|---|---|---|
| Rintangan kakisan | Cemerlang- tertunggak dalam klorida, air laut, asid pengoksida | Sangat baik, tetapi lebih rendah sedikit daripada CP Ti dalam beberapa media pengurangan |
| Biokeserasian | Superior - diutamakan untuk implan | Cemerlang (versi ELI Gred 23 digunakan untuk beban-implan galas) |
| Rintangan pengoksidaan | bagus | Lebih baik pada suhu tinggi |
| Kekonduksian terma | ~17 W/(m·K) | ~6.7 W/(m·K) - lebih lemah (lebih sukar untuk mesin) |
| Modulus elastik | ~110 GPa | ~114 GPa |
4. Pemprosesan & Fabrikasi
表格
| Aspek | TA1 / TA2 | TC4 |
|---|---|---|
| Pembentukan sejuk | Cemerlang (TA1 terbaik) - lukisan dalam, berputar | Sukar - biasanya panas dibentuk atau disepuhlindap sebelum terbentuk |
| Kimpalan | Mudah; GTAW/TIG standard dengan perisai argon | Memerlukan perisai yang ketat; zon kimpalan kehilangan kekuatan (tiada umur-tindak balas pengerasan dalam kimpalan) |
| Pemesinan | Agak mudah untuk titanium | Sukar - kekonduksian terma rendah, pengerasan kerja |
| Rawatan haba | Penyepuhlindapan sahaja (tiada kesan pengukuhan) | Rawatan penyelesaian + penuaanboleh meningkatkan kekuatan ~20–30% |
| Suhu penempaan | ~750–850 darjah | ~850–950 darjah ( + medan) |
5. Aplikasi Biasa
TA1 - di mana kebolehbentukan maksimum dan rintangan kakisan penting:
Peralatan kimia yang ditarik dalam-(tangki, vesel)
Rak penyaduran elektrik, bakul anod
Bahagian penukar haba yang memerlukan pembentukan teruk
Komponen perubatan/pergigian yang memerlukan biokeserasian maksimum
TA2 - gred industri-tujuan am:
Reaktor kimia, salur tekanan, penukar haba
Sistem paip air laut, peralatan penyahgaraman
Komponen industri penyaduran dan anodisasi
Bahagian struktur yang memerlukan kimpalan + rintangan kakisan
TC4 - yang memerlukan kekuatan tinggi:
Aeroangkasa: bahagian struktur pesawat, komponen enjin, gear pendaratan
Perubatan: skru tulang, prostesis sendi (versi ELI)
Alat ganti automotif dan perlumbaan berprestasi tinggi-tinggi
Pembuluh tekanan tinggi,{0}}komponen turbin
Peralatan sukan (bingkai basikal, kayu golf)
6. Perbandingan Kos
表格
| Gred | Kos Bahan Relatif | Kos Fabrikasi Relatif |
|---|---|---|
| TA1 | ~1× (garis dasar) | rendah |
| TA2 | ~1–1.2× | rendah |
| TC4 | ~3–5× | Tinggi (pemesinan lebih keras, rawatan haba diperlukan) |
Ringkasan - Cara Memilih
表格
| Jika anda perlukan... | pilih |
|---|---|
| Kebolehbentukan terbaik, lukisan dalam, kekuatan terendah | TA1 |
| Kekuatan seimbang, rintangan kakisan, kebolehkimpalan dan kos (kegunaan industri am) | TA2 |
| Nisbah kekuatan tinggi-kepada-berat, aeroangkasa/perubatan/tinggi-aplikasi | TC4 |
TA1 dan TA2 ialah gred titanium tulen secara komersil yang berbeza terutamanya dalam kekuatan (TA2 lebih kuat disebabkan kandungan oksigen yang lebih tinggi), manakala TC4 ialah aloi-bahan haba Ti-6Al-4V yang menawarkan kekuatan dua hingga tiga kali ganda pada kos kebolehbentukan, kebolehkimpalan dan harga.
