סגסוגת טיטניום TC4
סגסוגת טיטניום TC4 היא סגסוגת טיטניום שפותחה בהצלחה על ידי ארצות הברית בשנת 1954, המכילה 6 אחוזים של יסודות -יציבים ו-4 אחוזים של יסודות -יציבים V. המקבילה האלומיניום להרכב הנומינלי של סגסוגת טיטניום TC4 היא 7.{{9 }}, המקבילה של המוליבדן היא 2.9, והמצב המנופח מכיל 10 אחוז -15 אחוז שלב. Al במערכת Ti-Al-V משפרת את חוזק טמפרטורת החדר ואת תכונות החוזק החם של הסגסוגת באמצעות שלב חיזוק התמיסה המוצקה, ו-V הוא אחד ממרכיבי הסגסוג הבודדים בסגסוגות טיטניום שיכולים לשפר הן את החוזק והן את הפלסטיות. ההשפעה המיטיבה של V על הפלסטיות של סגסוגות טיטניום היא שהוא לא מגדיל את היחס בין ציר c/a של סריג המצב כמו רוב האלמנטים הסגסוגים, אלא מפחית את היחס, ובכך משפר את היווצרות ה-phase ונמנע ארוכות. שימוש לטווח. שבירות סגסוגת מתרחשת במהלך התהליך.
המאפיינים העיקריים של סגסוגת טיטניום TC4 הם ביצועים מקיפים מצוינים וביצועי תהליך טובים. סגסוגת טיטניום TC4 בעלת חוזק טמפרטורת חדר בינוני וחוזק טמפרטורות גבוהות, עמידות טובה לזחילה ויציבות תרמית, עמידות גבוהה לעייפות ועמידות לצמיחת סדקים במי ים, קשיחות משביעת רצון לשברים ועמידות בפני קורוזיה במלח חם. הרגישות למימן קטנה גם מזו של סגסוגות TC2 ו-TC1, והיא מתאימה לייצור חלקים שונים הפועלים בטווח טמפרטורות רחב של -196~450 מעלות, במיוחד החלקים שתוכננו עם עקרון הנזק הגבלת סובלנות. לסגסוגת טיטניום TC4 יש גם פלסטיות תהליכית וסופרפלסטיות מצוינות, המתאימה לייצור בשיטות עיבוד לחץ שונות, ומאמצת שיטות שונות לריתוך ועיבוד שבבי.
המוצרים הגמורים למחצה העיקריים של סגסוגת טיטניום TC4 הם מוטות, פרזול, צלחות דקות, צלחות עבות, פרופילים וחוטים וכו', ומשמשים גם ליציקות (ZTC4).
סגסוגת טיטניום TC4ELI
TC4ELI היא גרסה משופרת של TC4, ההבדל העיקרי הוא תוכן אל שונה ותכולה נמוכה יותר של אלמנטים ביניים Fe, N, H, O.
סגסוגת טיטניום TC4ELI הפכה לשתל כירורגי רפואי בגלל התאימות הביולוגית הטובה שלו, מודול אלסטי נמוך, צפיפות נמוכה, ביצועים טובים נגד קורוזיה, חוסר רעילות, חוזק תפוקה גבוה, חיי עייפות ארוכים, פלסטיות גדולה בטמפרטורת החדר והיווצרות קלה. חומר אידיאלי לדברים. לוחות סגסוגת טיטניום TC4ELI רפואיים משמשים בעיקר לתיקון גולגולת והשתלת עצם, אשר יש להם דרישות גבוהות יותר לחוזק, חיי העייפות והפלסטיות שלה.
סגסוגת טיטניום היא סגסוגת המורכבת מיסוד טיטניום ויסודות אחרים. לטיטניום שני סוגים של גבישים אלוטרופיים: טיטניום הוא איזומר אלוטרופי עם נקודת התכה של 1668 מעלות, והוא מבנה סריג משושה צפוף כאשר הוא נמוך מ-882 מעלות, הנקרא -טיטניום; זהו מבנה מעוקב במרכז הגוף מעל מבנה סריג של 882 מעלות, הנקרא -טיטניום. ניצול המאפיינים השונים של שני המבנים הנ"ל של טיטניום, הוספת יסודות סגסוגת מתאימים כדי לשנות בהדרגה את טמפרטורת מעבר הפאזה ותכולת הרכיבים כדי להשיג סגסוגות טיטניום עם מבנים שונים.
על בסיס סגסוגת TC4, סגסוגת טיטניום TC4 ELI מפחיתה את התוכן של יסודות ביניים C, O, N ואלמנט הטומאה Fe, והחוזק מצטמצם, אך ניתן לשפר את הקיבולת והקשיחות באופן משמעותי. ל-TC4 ELI יש פלסטיות טובה, קשיחות, ביצועי ריתוך טובים וביצועים בטמפרטורה נמוכה, והוא נמצא בשימוש נרחב בתחומים חשובים כמו הנדסת טמפרטורה נמוכה, טיפול רפואי, ספינות וכלי טיס.
ניתן להשתמש בסגסוגת TC4 בסביבה רגילה או בסביבה בטמפרטורה גבוהה, ניתן להשתמש בסגסוגת TC4ELI בסביבה בטמפרטורה נמוכה במיוחד
דרגות דומות של סגסוגת טיטניום TC4 וסגסוגת טיטניום TC4ELI הן: T-6A-4V/כיתה 5 (כיתה אמריקאית), BT 6 (כיתה רוסית), IMI 318 (כיתה בריטית), TiAI6V4 (גרמנית כיתה).
ציוד רפואי מיוצר בגוף האדם עקב טראומה ופגיעה בעצמות ובמפרקים. טיטניום וסגסוגות טיטניום משמשות לייצור מפרקים מלאכותיים, לוחות עצם וברגים, אשר נעשה בהם שימוש נרחב בפרקטיקה הקלינית. משמש גם במפרקי ירך (כולל ראש הירך), מפרקי ברכיים, מפרקי מרפק, מפרקים מטה-קרפופלנגאליים, מפרקים בין-פלנגאליים, הלסת התחתונה, גופי חוליות מלאכותיים (אורתוזים בעמוד השדרה), בתי קוצב, לבבות מלאכותיים (מסתמים בצורת לב), שתלי טיטניום מלאכותיים, יישור שיניים ניקל, ורשת טיטניום בניתוחים פלסטיים גולגולתיים וכו'.
בשל המאפיינים של חוזק ספציפי גבוה, תאימות ביולוגית ועמידות טובה בפני קורוזיה של נוזלי גוף, טיטניום וסגסוגות טיטניום מושכות יותר ויותר תשומת לב.
Ti 6Al-4V ELI הוא כיתה של Ti 6Al-4V עם מבנה ביניים קטן יותר, כך שהוא יכול להשיג קשיחות מרבית ומתאים למי ים ולסביבות בטמפרטורה נמוכה. כיתה זו של סגסוגת משמשת בדרך כלל במצב חישול. Ti 6Al-4V הוא חומר בחירה טוב יותר בתחום השתלים הרפואיים.
תהליך הייצור הוא: חישול הרפיה בינוני ב-900-120 מעלות פרנהייט למשך 1-4 שעות, וקירור אוויר. חישול כפול, מוטות עגולים וחיתולים: חישול תמיסה בטמפרטורת מעבר בטא של 50-100 מעלות צלזיוס, החזק לפחות שעה אחת, קירור אוויר, ולאחר מכן חימום מחדש ב-1300-1400 מעלות F, החזק לפחות שעה, קירור אוויר . חישול הרפיה מתאים לאחר ריתוך.
