TC4 티타늄 합금은 -형 티타늄 합금으로 1954년 미국에서 성공적으로 개발되었습니다. 6% 안정 원소와 4% 안정 원소 V로 구성되어 있습니다. TC4 티타늄 합금의 공칭 조성은 7에 해당합니다.0 2.9에 해당하는 몰리브덴을 함유한 알루미늄. 어닐링된 상태에서 합금에는 10%-15% 베타 상이 포함되어 있습니다. 알루미늄을 첨가하면 Ti-Al-V 시스템의 고용체를 통해 상을 강화하여 합금의 상온 강도와 열 강도 특성이 향상됩니다. 반면, V는 티타늄 합금의 강도와 가소성을 모두 향상시키는 몇 안 되는 합금 원소 중 하나입니다. 대부분의 합금 원소와 달리 V는 -상태 격자의 c/a축 비율을 감소시켜 -상의 형성을 촉진하고 사용 중 장기적인 합금 취성을 방지하므로 티타늄 합금의 가소성에 유익한 영향을 미칩니다.
TC4 티타늄 합금은 탁월한 전체 성능과 유리한 공정 특성을 자랑합니다. 이 합금은 실온에서 적당한 강도를 나타내고 고온에서는 높은 강도를 나타냅니다. 이는 해수에서의 높은 피로 저항성 및 균열 전파 저항성과 함께 크리프 및 열 안정성에 대한 탁월한 저항성을 보여줍니다. 또한, 만족할 만한 파괴인성과 열염응력 부식 저항성을 자랑합니다. TC4 티타늄 합금은 또한 TC2 및 TC1 합금에 비해 수소 민감도가 감소한 것으로 나타났습니다. 결과적으로 -196 ~ 450도의 넓은 온도 범위에서 작동하는 다양한 부품, 특히 손상 허용 한계 원칙을 염두에 두고 설계된 부품을 제조하는 데 적합성을 찾습니다.
또한 TC4 티타늄 합금은 우수한 연성과 초가소성을 나타내어 다양한 압력 가공 방법을 이용한 성형에 적합합니다. 또한 용접 및 기계 가공 작업에 적합하며 제조 기술의 다양성을 제공합니다.
TC4 티타늄 합금은 막대, 단조품, 시트, 두꺼운 판, 프로파일 및 와이어를 포함한 다양한 반제품 형태로 제공됩니다. 또한 주조(ZTC4라고 함)에도 적용됩니다.
TC4ELI 티타늄 합금
TC4ELI는 TC4 티타늄 합금의 향상된 버전으로, 알루미늄 함량이 변경되고 철(Fe), 질소(N), 수소(H) 및 산소(O)와 같은 격자간 원소의 수준이 감소한 것으로 구별됩니다.
TC4ELI 티타늄 합금은 탁월한 생체 적합성, 낮은 탄성 계수, 경량 특성, 내식성, 무독성, 높은 항복 강도, 피로 수명 연장, 상당한 실온 가소성 및 용이한 사용으로 인해 의료용 수술용 임플란트에 선호되는 재료로 두각을 나타내고 있습니다. 성형성. 의료 분야에서 TC4ELI 티타늄 합금 시트는 강도, 피로 수명 및 가소성에 대한 엄격한 요구 사항이 있는 두개골 수리 및 뼈 고정과 같은 응용 분야에 주로 사용됩니다.
다른 합금 원소와 함께 기본 원소로 티타늄을 포함하는 티타늄 합금은 두 개의 동형 결정 구조를 나타냅니다. 882도 이하에서는 티타늄이 촘촘한 육각 격자 구조인 -티타늄을 채택하고, 882도 이상에서는 베타티타늄이라는 체심 입방 격자 구조로 변화합니다. 상전이 온도와 성분 조성을 수정하기 위해 적절한 합금 원소를 주의 깊게 통합함으로써 이 두 구조의 독특한 특성을 활용하여 서로 다른 구조를 가진 티타늄 합금을 얻을 수 있습니다.
TC4 합금을 기반으로 하는 TC4ELI 티타늄 합금은 탄소(C), 산소(O), 질소(N)와 같은 격자간 원소와 불순물 원소인 철(Fe)의 존재를 줄여서 힘. 그러나 이러한 조정은 합금의 용량과 인성을 크게 향상시킵니다. TC4ELI는 우수한 가소성, 인성, 용접성, 저온 성능을 발휘하여 저온공학, 의료, 선박, 항공기 등 주요 분야에 폭넓게 적용 가능합니다.
TC4 합금은 일반 또는 고온 환경에 사용하기에 적합한 반면, TC4ELI 합금은 초저온 환경을 위해 특별히 설계되었습니다.
TC4 티타늄 합금 및 TC4ELI 티타늄 합금과 비교할 수 있는 등급으로는 T-6A-4V/Grade 5(미국 등급), BT 6(러시아 등급), IMI 318(영국 등급) 및 TiAI6V4(독일 등급)가 있습니다. 등급).
의료 장비 제조 영역에서 티타늄 및 티타늄 합금은 외상 및 종양으로 인한 뼈 및 관절 손상을 해결하는 데 광범위하게 사용됩니다. 인공 관절, 뼈판 및 나사는 일반적으로 티타늄과 티타늄 합금으로 만들어지며 임상 실습에서 널리 받아들여지고 있습니다. 이러한 재료는 고관절(대퇴골두 포함), 무릎 관절, 팔꿈치 관절, 중수지절 관절, 지절간 관절, 하악골, 인공 척추체(척추 보조기), 심장박동기 하우징, 인공 심장(심장 판막), 인공 치아 임플란트, 티타늄 등에 사용됩니다. -니켈 치아교정, 두개성형용 티타늄 메쉬. 높은 비강도, 탁월한 생체 적합성 및 체액 부식에 대한 저항성으로 인해 티타늄 및 티타늄 합금에 대한 수요가 점점 더 높아지고 있습니다.
Ti 6Al-4V ELI는 구조적 간격이 더 좁아 최대 인성을 달성할 수 있는 Ti 6Al-4V 합금의 변형입니다. 이 등급은 특히 해수 및 저온 환경에서의 적용에 매우 적합합니다. 일반적으로 Ti 6Al-4V ELI는 어닐링된 상태에서 사용되며 의료용 임플란트에 탁월한 선택입니다.
생산 공정에는 합금을 1~4시간 동안 화씨 900~1200도 범위의 온도에서 공랭시키는 이완 어닐링이 포함됩니다. 환봉 및 단조품의 경우 이중 어닐링 공정이 사용됩니다. 처음에 용액 어닐링은 베타 전이점보다 화씨 50~100도 높은 온도에서 수행됩니다. 재료는 공냉되기 전 최소 1시간 동안 이 온도에서 유지됩니다. 그 후, 합금을 화씨 1300-1400도까지 최소 1시간 동안 재가열한 다음 공랭시킵니다. 용접 작업 후에는 이완 어닐링을 권장합니다.
