Kondisyon teknik ak estanda referans pou plak alyaj Titàn
1. Klasifikasyon Materyèl ak Klas
Plak alyaj Titàn yo lajman klase nan kat kategori ki baze sou mikrostruktur yo ak konpozisyon alyaj yo. Alyaj alfa, tankou Ti-5Al-2.5Sn (Klas 6), gen prensipalman estabilize alfa tankou aliminyòm ak fèblan. Alyaj sa yo ofri ekselan soudabilite ak rezistans ranpe nan tanperati ki wo, fè yo apwopriye pou estrikti avyon ak aplikasyon kriyojenik. Toupre -alyaj alfa, ki gen ladan Ti-8Al-1Mo-1V (Klas 9) ak Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, enkòpore ti kantite estabilize beta pandan y ap kenbe yon estrikti dominan alfa. Yo bay amelyore estabilite wo-tanperati pou konpozan motè turbine gaz.
Alyaj alfa-beta reprezante kategori ki pi lajman itilize a, ak Ti-6Al-4V (Klas 5) ki se alyaj chwal nan tout sektè ayewospasyal, medikal ak endistriyèl. Alyaj sa a reyalize yon balans optimal nan fòs, duktilite, ak severite ka zo kase atravè mikwostrikti doub-faz li yo. Ti-6Al-4V ELI (Klas 23) ki ba anpil varyant entèstiti a, limite kontni oksijèn, fè, ak idwojèn pou amelyore tolerans domaj pou aplikasyon kritik yo. Beta alyaj tankou Ti-10V-2Fe-3Al ak Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn ka solisyon trete ak ki gen laj pou reyalize pi wo nivo fòs nan mitan alyaj Titàn, ak avantaj patikilye nan fòmabilite anvan tretman chalè.
2. Kondisyon pou Konpozisyon Chimik
Konpozisyon chimik plak alyaj Titàn yo dwe byen kontwole pou asire pwopriyete mekanik konsistan ak rezistans korozyon. Pou Ti-6Al-4V (Klas 5), kontni aliminyòm varye ant 5.50 ak 6.75 pousan, pandan y ap vanadyòm varye ant 3.50 ak 4.50 pousan. Iron limite a 0.30 pousan maksimòm, oksijèn a 0.20 pousan, kabòn a 0.08 pousan, nitwojèn a 0.05 pousan, ak idwojèn a 0.015 pousan. Total tout eleman rezidyèl yo pa dwe depase 0.40 pousan.
Pou klas ELI a, aliminyòm limite a 5.50 a 6.50 pousan, fè a 0.25 pousan maksimòm, oksijèn a 0.13 pousan, ak idwojèn a 0.0125 pousan. Nivo entèrstisyèl redwi sa yo amelyore siyifikativman severite ka zo kase ak duktilite, se poutèt sa klas sa a obligatwa pou enplantasyon chirijikal ak eleman estriktirèl ayewospasyal enpòtan yo. Ti-5Al-2.5Sn (Klas 6) pèmèt aliminyòm ant 4.00 ak 6.00 pousan, fèblan ant 2.00 ak 3.00 pousan, ak fè jiska 0.50 pousan ak idwojèn jiska 0.020 pousan. Limit oksijèn an matche ak estanda Ti-6Al-4V nan 0.20 pousan.
3. Kondisyon pou pwopriyete mekanik
Nan tanperati chanm nan direksyon lonjitidinal, plak Ti-6Al-4V dwe reyalize yon minimòm fòs rupture ultim nan 895 MPa, yon fòs sede minimòm nan 0.2 pousan konpanse nan 828 MPa, elongasyon minimòm de 10 pousan, ak minimòm rediksyon nan zòn nan 25 pousan. Variant ELI a kenbe menm kondisyon elongasyon ak rediksyon men ak nivo fòs yon ti kras redwi: 860 MPa minimòm fòs rupture ultim ak 795 MPa fòs sede minimòm. Ti-5Al-2.5Sn mande pou 827 MPa fòs rupture minimòm, 759 MPa fòs sede minimòm, ak matche metrik duktilite.
Pou sèvis tanperati ki wo, plak Ti-6Al{-2Sn-4Zr-2Mo dwe demontre fòs rupture minimòm de 620 MPa nan 315 degre Sèlsiyis, ak rezistans ranpe verifye nan 425 degre Sèlsiyis. Severite fraktire reprezante yon paramèt kritik pou konsepsyon toleran domaj. Ti-6Al-4V ELI plak dwe reyalize yon avyon kase kase severite K_IC nan omwen 75 MPa rasin kare nan mèt, pandan y ap Ti-5Al-2.5Sn mande pou 55 MPa rasin kare nan mèt minimòm. Kondisyon enèji enpak Charpy V-dan yo se 20 joul ak 16 joul respektivman.
4. Dimansyon tolerans ak sifas fini
Tolerans epesè varye selon epesè plak la. Pou plak jiska 6.35 milimèt, tolerans estanda se plis oswa mwens 0.13 milimèt, ak tolerans presizyon sere boulon a plis oswa mwens 0.08 milimèt. Ant 6.35 ak 25.4 milimèt, tolerans estanda vin plis oswa mwens 0.25 milimèt, ak presizyon nan plis oswa mwens 0.13 milimèt. Pou plak ki depase 25.4 milimèt jiska 50.8 milimèt, tolerans estanda se plis oswa mwens 0.38 milimèt ak tolerans presizyon se plis oswa mwens 0.25 milimèt.
Tolerans lajè se plis 6.35 milimèt ki pa gen mwens anba kondisyon estanda, sere boulon a plis 3.18 milimèt pou presizyon. Tolerans longè se plis 25 milimèt estanda, plis 13 milimèt ak presizyon. Flatness pa dwe depase 3.2 milimèt pa mèt anba kondisyon estanda, oubyen 1.6 milimèt pa mèt pou plak presizyon. Edge kamb limite a 3.2 milimèt pa 3 mèt estanda, ak 1.6 milimèt pa 3 mèt presizyon.
Kondisyon fini sifas depann sou metòd pwosesis. Plak woule cho -yo dwe reyalize yon sifas ki brutality Ra ki pa depase 6.3 mikromèt. Plak -woule frèt oswa chimik marinated mande pou Ra pa depase 3.2 mikromèt. Precision -plak tè yo mande Ra pa depase 1.6 mikromèt.
5. Kondisyon metaliji
Mikwostrikti plak alyaj alfa-beta Titàn nan kondisyon mill-rekwit la dwe konpoze de faz alfa prensipal ekaks ki distribye nan yon matris beta transfòme. Faz alfa fwontyè grenn kontinyèl yo pa pèmèt paske li degrade duktilite ak rezistans fatig. Gwosè grenn yo dwe ASTM 5 oswa pi sibtilite, ak pwodiksyon tipik reyalize ASTM 6 a 8. Ka alpha a, ki difisil oksijèn -anrichi kouch sifas ki te fòme pandan pwosesis tanperati ki wo -, yo dwe konplètman retire. Verifikasyon mande pou mikwo-profilaj dite ki montre pa gen okenn pwen dite nan sifas la, oswa egzamen metalografik ki konfime pa gen yon kouch alfa-estabilize.
Tach beta, ki se rejyon lokalize nan anrichisman beta-estabilizasyon, yo entèdi nan aplikasyon ayewospasyal enpòtan yo. Yo detekte atravè enspeksyon makro-etch ak reyaktif apwopriye. Kontni enklizyon yo evalye dapre ASTM E45 Metòd A, ak nivo maksimòm akseptab nan A2, B2, C2, ak D2 pou enklizyon mens, lou, silikat, ak globular oksid respektivman.
6. Kondisyon pou Tès ki pa-destriktif
Tès ultrasons obligatwa pou tout plak 6.35 milimèt ak pi epè, ki fèt dapre kritè AMS-STD-2154 Klas A. Pa gen okenn endikasyon ki depase ekivalan a nan yon twou 3.2-milimèt anba plat ki akseptab. Tès pénétrant dye aplike nan tout sifas fini dapre ASTM E1417, san okenn endikasyon lineyè ki depase 3.2 milimèt nan longè. Tès radyografi yo rezève pou zòn soude oswa reparasyon dapre ASTM E1742. Tès aktyèl Eddy ka ranplase tès ultrasons sou plak mens anba a 6.35 milimèt, swiv pwosedi ASTM E426 ak sansiblite etabli pa akò ant achtè ak founisè.
7. Kondisyon Tretman Chalè
Mill-plak rkwit trete nan 704 a 760 degre Sèlsiyis ki te swiv pa lè refwadisman. Kondisyon sa a bay pwopriyete balanse pou aplikasyon jeneral. Duplex annealing enplike tretman solisyon nan 954 degre Sèlsiyis ak dlo trempe, ki te swiv pa 538 degre Sèlsiyis lè fre, amelyore severite ka zo kase pou domaj -desen tolerans. Solisyon trete ak ki gen laj plak reyalize maksimòm fòs nan tretman nan 927 degre Sèlsiyis ak pasè dlo, Lè sa a, aje nan 538 degre Sèlsiyis pou 4 a 8 èdtan. Beta annealing nan 1010 degre Sèlsiyis ak refwadisman lè, ki te swiv pa estabilizasyon nan 760 degre Sèlsiyis, pwodui yon mikwostrikti beta transfòme optimize pou rezistans ranpe nan aplikasyon motè ayewospasyal. Soulajman estrès nan 538 a 649 degre Sèlsiyis swiv operasyon D oswa fòme.
Tout tretman chalè dwe fèt nan vakyòm nan 10 a mwens 3 milibar oswa pi bon, oswa nan gwo -atmosfè agon pite. Nenpòt ka alfa ki fòme pandan tretman chalè dwe konplètman retire anvan enspeksyon final la.
8. Estanda referans
Espesifikasyon prensipal la pou plak alyaj Titàn se ASTM B265, ki kouvri Titàn ak Titàn alyaj teren, fèy, ak plak. Estanda sa a defini limit konpozisyon chimik, kondisyon pwopriyete mekanik, tolerans dimansyon, ak dispozisyon jeneral bon jan kalite. ASTM B348 pou ba ak billets bay referans siplemantè tès mekanik.
Pou metodoloji tès mekanik, ASTM E8 ak E8M gouvène tès tansyon nan materyèl metalik. Verifikasyon dite swiv ASTM E18 pou dite Rockwell oswa ASTM E10 pou dite Brinell. Evalyasyon kontni enklizyon itilize ASTM E45, adapte pou alyaj Titàn. Mezi gwosè grenn yo swiv ASTM E112. Mikwo -profilaj dite pou chak ASTM E384 detekte ka alfa rezidyèl. Preparasyon echantiyon metalografik ak grave swiv ASTM E3 ak ASTM E407 respektivman.
Estanda tès ki pa -destriktif yo enkli ASTM E1417 pou tès likid penetran, ASTM E1742 pou egzamen radyografi, ak ASTM E426 pou tès kouran elektwomayetik eddy pwodwi mens. Preparasyon sifas ak gid detartrage jwenn nan ASTM B600.
Espesifikasyon Materyèl Aerospace bay egzijans pi sevè pou aplikasyon pou vòl-kritik. AMS 4907 kouvri plak Ti-6Al{-4V nan kondisyon rkwit la. AMS 4911 adrese solisyon trete ak ki gen laj Ti-6Al-4V plak. AMS 4930 presize plak siplemantè ti-6Al-4V entèrstisyèl. AMS 4940 aplike nan plak Ti-5Al-2.5Sn. AMS 4943 kouvri plak alyaj beta Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn. AMS 4945 adrese plak alyaj Ti-8Al-1Mo-1V tou pre-alfa. Kritè akseptasyon enspeksyon ultrason yo defini nan AMS-STD-2154.
Espesifikasyon militè eritaj yo enkli MIL-T-9046 pou fèy, bann, ak plak Titàn, ak MIL-T-9047 pou ba ak forging. Tès anviwònman an swiv MIL-STD-810.
Estanda entènasyonal yo enkli ISO 5832-3 pou enplantasyon chirijikal alyaj Ti-6Al-4V fòje, ak ISO 5832-10 pou enplantasyon alyaj Ti-5Al-2.5Fe. Estanda Britanik BS 2TA 2 ak BS 2TA 11 kouvri fèy Ti-6Al-4V ak plak. Alman DIN 17850 bay espesifikasyon teknik pou alyaj Titàn fòje. Japonè JIS H4600 adrese dra, plak, ak bann. Estanda nasyonal Chinwa GB/T 3621 ak estanda militè GJB 2505A aplike nan plak alyaj Titàn avyasyon-klas.
9. Aplikasyon-Kondisyon Espesifik
Aplikasyon estriktirèl ayewospasyal yo mande done gwo -sik fatig, analiz tolerans domaj, ak konfòmite Nivo A NDT dapre AMS 4907, AMS 4911, ak AMS-STD-2154. Konpozan motè ayewospasyal yo mande pwopriyete tansyon tanperati ki wo, verifikasyon rezistans fluaj, ak tès estabilite tèmik dapre AMS 4945 ak ASTM E139.
Aplikasyon pou implant medikal mande tès biokonpatibilite ki gen ladan sitotoksisite ak tès sansibilizasyon, ak materyèl klas ELI obligatwa dapre ISO 5832-3, ASTM F136, ak ASTM F1472. Ekipman pwosesis chimik mande pou validation rezistans korozyon nan medya pwosesis espesifik ak soudabilite demontre dapre ASTM B265, ASTM G28, ak NACE MR0175 oswa ISO 15156. Estrikti maren ak lanmè yo dwe reziste korozyon dlo lanmè epi demontre konpatibilite ak sistèm pwoteksyon katodik dapre ASTM B265 ak DNSV{1}1}4{1}1}. Aplikasyon nikleyè yo kontwole koup transvèsal absòpsyon netwon, estabilite radyasyon, ak kontni eleman tras pa ASME chodyè ak presyon veso Kòd Seksyon II Pati D.
10. Sètifikasyon ak Dokimantasyon
Chak lot pwodiksyon dwe akonpaye pa yon Sètifika Tès Mill ki dokimante rezilta analiz chimik yo, rezilta tès pwopriyete mekanik yo, trasabilite nimewo chalè, ak dimansyon aktyèl yo mezire. Sètifika sa a obligatwa dapre ASTM B265. Sètifika tès ki pa -destriktif rapòte rezilta ultrasons, penetrasyon, oswa radyografi ak dosye kalifikasyon operatè yo. Rapò metaliji yo gen ladan fotomikrografi mikwostrikti, mezire gwosè grenn, ak evalyasyon enklizyon pou aplikasyon kritik. Sètifika tretman chalè dokimante paramèt sik, kalite atmosfè, ak dosye kalibrasyon tèrmokapteur. Rapò trasabilite konplè etabli orijin materyèl, pratik fonn, ak istwa pwosesis konplè, ki esansyèl pou konfòmite regilasyon aerospace ak aparèy medikal.
