โลหะผสมไททาเนียม TC4
โลหะผสมไททาเนียม TC4 คือ - โลหะผสมไททาเนียมที่ประสบความสำเร็จในการพัฒนาโดยสหรัฐอเมริกาในปี 1954 โดยมีองค์ประกอบที่เสถียร 6 เปอร์เซ็นต์และองค์ประกอบที่เสถียร V 4 เปอร์เซ็นต์ ค่าเทียบเท่าอะลูมิเนียมขององค์ประกอบเล็กน้อยของโลหะผสมไททาเนียม TC4 คือ 7{{9 }}, โมลิบดีนัมเทียบเท่าคือ 2.9 และสถานะอบอ่อนมีเฟส 10 เปอร์เซ็นต์ -15 เปอร์เซ็นต์ Al ในระบบ Ti-Al-V ปรับปรุงความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิห้องและคุณสมบัติความแข็งแกร่งเมื่อร้อนของโลหะผสมผ่านเฟสการเสริมความแข็งแกร่งของสารละลายของแข็ง และ V เป็นหนึ่งในองค์ประกอบโลหะผสมไม่กี่ชนิดในโลหะผสมไททาเนียมที่สามารถปรับปรุงทั้งความแข็งแรงและความเป็นพลาสติก ผลประโยชน์ของ V ต่อความเป็นพลาสติกของโลหะผสมไททาเนียมคือไม่เพิ่มอัตราส่วนของแกน c/a ของ -state lattice เหมือนธาตุเจือส่วนใหญ่ แต่ลดอัตราส่วนลง จึงช่วยปรับปรุงการก่อตัวของ -phase และหลีกเลี่ยงระยะเวลานาน - ระยะการใช้งาน การเปราะของโลหะผสมเกิดขึ้นระหว่างกระบวนการ
คุณสมบัติหลักของโลหะผสมไททาเนียม TC4 คือประสิทธิภาพที่ครอบคลุมที่ยอดเยี่ยมและประสิทธิภาพของกระบวนการที่ดี โลหะผสมไททาเนียม TC4 มีความแข็งแรงที่อุณหภูมิห้องปานกลางและมีความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง ต้านทานการคืบและเสถียรภาพทางความร้อนได้ดี ต้านทานความล้าสูงและต้านทานการขยายตัวของรอยแตกในน้ำทะเล และความเหนียวแตกหักที่น่าพอใจและความต้านทานการกัดกร่อนจากความเครียดจากเกลือร้อน ความไวต่อไฮโดรเจนยังน้อยกว่าโลหะผสม TC2 และ TC1 และเหมาะสำหรับการผลิตชิ้นส่วนต่างๆ ที่ทำงานในช่วงอุณหภูมิกว้าง -196~450 องศา โดยเฉพาะชิ้นส่วนที่ออกแบบโดยคำนึงถึงหลักการเสียหาย ขีดจำกัดความอดทน โลหะผสมไททาเนียม TC4 ยังมีความเป็นพลาสติกและความยืดหยุ่นสูงของกระบวนการที่ยอดเยี่ยม เหมาะสำหรับการขึ้นรูปด้วยวิธีการประมวลผลความดันต่างๆ และใช้วิธีการเชื่อมและการตัดเฉือนที่หลากหลาย
ผลิตภัณฑ์กึ่งสำเร็จรูปหลักของโลหะผสมไททาเนียม TC4 ได้แก่ แท่ง การตีขึ้นรูป แผ่นบาง แผ่นหนา โปรไฟล์และสายไฟ ฯลฯ และยังใช้สำหรับการหล่อ (ZTC4)
โลหะผสมไททาเนียม TC4ELI
TC4ELI เป็นรุ่นปรับปรุงของ TC4 ความแตกต่างที่สำคัญคือเนื้อหา Al ที่แตกต่างกันและเนื้อหาที่ต่ำกว่าขององค์ประกอบคั่นระหว่างหน้า Fe, N, H, O
โลหะผสมไททาเนียม TC4ELI ได้กลายเป็นรากฟันเทียมทางการแพทย์เนื่องจากมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี โมดูลัสยืดหยุ่นต่ำ ความหนาแน่นต่ำ ประสิทธิภาพการป้องกันการกัดกร่อนที่ดี ไม่เป็นพิษ ความแข็งแรงของผลผลิตสูง อายุความเมื่อยล้ายาวนาน พลาสติกขนาดใหญ่ที่อุณหภูมิห้อง และขึ้นรูปง่าย วัสดุที่เหมาะสำหรับสิ่งของต่างๆ แผ่นโลหะผสมไททาเนียมทางการแพทย์ TC4ELI ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการซ่อมแซมกะโหลกศีรษะและการปลูกถ่ายกระดูก ซึ่งมีความต้องการสูงในด้านความแข็งแรง อายุความเมื่อยล้า และความเป็นพลาสติก
โลหะผสมไททาเนียมเป็นโลหะผสมที่ประกอบด้วยธาตุไททาเนียมและธาตุอื่นๆ ไททาเนียมมีผลึก allotropic สองชนิด: ไททาเนียมเป็นไอโซเมอร์ allotropic ที่มีจุดหลอมเหลว 1,668 องศา และเป็นโครงสร้างตาข่ายหกเหลี่ยมที่อัดแน่นเมื่ออยู่ต่ำกว่า 882 องศา เรียกว่า -ไททาเนียม; มันเป็นโครงสร้างลูกบาศก์ที่มีศูนย์กลางอยู่ที่ร่างกายเหนือโครงสร้างขัดแตะ 882 องศาที่เรียกว่า - ไททาเนียม ใช้ลักษณะที่แตกต่างกันของโครงสร้างไททาเนียมสองโครงสร้างข้างต้น เพิ่มองค์ประกอบการผสมที่เหมาะสมเพื่อค่อยๆ เปลี่ยนอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟสและเนื้อหาส่วนประกอบเพื่อให้ได้โลหะผสมไททาเนียมที่มีโครงสร้างต่างกัน
บนพื้นฐานของโลหะผสม TC4 โลหะผสมไททาเนียม TC4 ELI ลดปริมาณองค์ประกอบคั่นระหว่างหน้า C, O, N และองค์ประกอบสิ่งเจือปน Fe และความแข็งแรงจะลดลง แต่ความจุและความเหนียวสามารถปรับปรุงได้อย่างมาก TC4 ELI มีความยืดหยุ่นที่ดี มีความเหนียว ประสิทธิภาพการเชื่อมที่ดี และประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิต่ำ และใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาที่สำคัญ เช่น วิศวกรรมอุณหภูมิต่ำ การรักษาทางการแพทย์ เรือและเครื่องบิน
โลหะผสม TC4 สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมปกติหรือสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง โลหะผสม TC4ELI สามารถใช้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำเป็นพิเศษ
เกรดที่คล้ายกันของโลหะผสมไททาเนียม TC4 และโลหะผสมไททาเนียม TC4ELI คือ: T-6A-4V/เกรด 5 (เกรดอเมริกัน), BT 6 (เกรดรัสเซีย), IMI 318 (เกรดอังกฤษ), TiAI6V4 (เยอรมัน ระดับ).
อุปกรณ์ทางการแพทย์ผลิตขึ้นในร่างกายมนุษย์เนื่องจากการบาดเจ็บและเนื้องอกที่เกิดจากกระดูกและข้อได้รับความเสียหาย ไททาเนียมและไททาเนียมอัลลอยด์ถูกนำมาใช้ในการผลิตข้อต่อเทียม แผ่นกระดูก และสกรู ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทางคลินิก นอกจากนี้ยังใช้ในข้อต่อสะโพก (รวมถึงส่วนหัวของต้นขา), ข้อเข่า, ข้อต่อข้อศอก, ข้อต่อ metacarpophalangeal, ข้อต่อระหว่างกระดูกขากรรไกร, ขากรรไกรล่าง, ร่างกายกระดูกสันหลังเทียม (ไขสันหลัง), ตัวเรือนเครื่องกระตุ้นหัวใจ, หัวใจเทียม (วาล์วรูปหัวใจ), รากฟันเทียม, ไททาเนียม- การจัดฟันแบบนิเกิล และตาข่ายไททาเนียมในการทำศัลยกรรมกระโหลกศีรษะ เป็นต้น
เนื่องจากคุณลักษณะของความแข็งแรงจำเพาะสูง ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ และความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีของของเหลวในร่างกาย ไททาเนียมและโลหะผสมไททาเนียมจึงดึงดูดความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ
Ti 6Al-4V ELI เป็นเกรดของ Ti 6Al-4V ที่มีโครงสร้างคั่นระหว่างหน้าเล็กกว่า เพื่อให้มีความเหนียวสูงสุดและเหมาะสำหรับน้ำทะเลและสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ โลหะผสมเกรดนี้มักจะใช้ในสภาพอบอ่อน Ti 6Al-4V เป็นวัสดุทางเลือกที่ดีกว่าในด้านการปลูกถ่ายทางการแพทย์
กระบวนการผลิตคือ: การอบอ่อนแบบคลายตัวปานกลางที่ 900-120 องศาฟาเรนไฮต์เป็นเวลา 1-4 ชั่วโมง และการระบายความร้อนด้วยอากาศ การหลอมสองครั้ง แท่งกลมและการตีขึ้นรูป: สารละลายหลอมที่อุณหภูมิการเปลี่ยนผ่านเบต้า 50-100 องศา F ค้างไว้อย่างน้อย 1 ชั่วโมง อากาศเย็น จากนั้นให้ความร้อนอีกครั้งที่ 1300-1400 องศา F ค้างไว้อย่างน้อย 1 ชั่วโมง อากาศเย็น . การหลอมแบบผ่อนคลายเหมาะหลังจากการเชื่อม
