Ti-6Al-4V (také označovaná jako TC4 nebo Ti64) je slitina titanu s vysokou pevností a velice dobrou odolností vůči korozi. Je to jedna z nejčastěji používaných titanových slitin a používá se v široké škále aplikací, kde je nutná nízká hustota a vynikající odolnost proti korozi, jako je např. letecký průmysl a biomechanické aplikace (implantáty a protézy).
Studie titanových slitin používaných ve zbrojích začaly v 50. letech 20. století v arzenálu Watertown, který se později stal součástí United States Army Research Laboratory.
Stanley Abkowitz (1927-2017), absolvent MIT z roku 1948, byl průkopníkem titanového průmyslu a zasloužil se o objev slitiny Ti-6Al-4V na počátku 50. let 20. století.
Slitina titanu, hliníku a vanadu byla označena za zásadní průlom se strategickým vojenským významem. Jedná se o komerčně nejúspěšnější titanovou slitinu, která se používá dodnes a umožnila řadu průmyslových a komerčních aplikací.
K většímu využití titanových slitin v oblasti biomateriálů dochází díky jejich vynikající biokompatibilitě a zvýšené odolnosti proti korozi ve srovnání s konvenčnějšími nerezovými ocelemi a slitinami na bázi kobaltu. Tyto vlastnosti byly hnací silou pro zavedení slitin α (cpTi) a α+β (Ti-6Al-4V), stejně jako pro vývoj nových slitin titanu a ortopedických metastabilních β titanových slitin. Ty se vyznačují zvýšenou biokompatibilitou, sníženým modulem pružnosti a vynikající odolností proti deformacím a vrubové únavě. Nicméně nízká pevnost ve smyku a odolnost proti opotřebení titanových slitin přesto omezuje jejich biomedicínské využití.
Chemické složení Hlavními složkami slitiny jsou titan, hliník a vanad. VAlFeOCNHMin3,65,6 -- -- -- -- --Max6,786,750,20,080,080,0190,008
Fyzikální a mechanické vlastnosti Slitina Ti-6Al-4V existuje ve dvou fázích: α, se strukturou hcp (nejtěsnější hexagonální uspořádání) a β se strukturou bcc (prostorově centrovaná kubická mřížka). Mechanické vlastnosti závisí na podmínkách tepelného zpracování. Hliník stabilizuje fázi α, vanad fázi β. HustotaYoungův modulModul pružnosti ve smykuObjemový modulPoissonova konstantaMin4,429 g/cm3104 GPa40 GPa96,8 GPa0,31Max4,512 g/cm3113 GPa45 GPa153 GPa0,37 Slitina Ti-6Al-4V má velmi nízkou tepelnou vodivost při pokojové teplotě 6,7 až 7,5 W/m·K, což přispívá k jeho relativně špatné obrobitelnosti. střed|náhled|Jedna z možných mikrostruktur slitiny Ti-6Al-4V
Tepelné zpracování Ti-6Al-4V Ti-6Al-4V se tepelně zpracovává za účelem změny množství a mikrostruktury α a β fází ve slitině. Mikrostruktura se bude výrazně lišit v závislosti na přesném tepelném zpracování a způsobu zpracování. Tři běžné postupy tepelného zpracování jsou žíhání ve válcovně, duplexní žíhání a roztokové zpracování a stárnutí. střed|náhled|Tepelné zpracování slitiny Ti-6Al-4V
Využití
Konstrukce letadel, např. Boeing 787 obsahuje 15 % titanu Závodní automobily Biomedicínské implantáty a protézy Námořní aplikace: Ti-6Al-4V třídy 5 se hojně používá v námořních aplikacích díky své výjimečné odolnosti vůči korozi v prostředí mořské vody. Ti-6Al-4V se používá v součástech vystavených mořské atmosféře a podmořským podmínkám, jako jsou lodě, ropné a plynové plošiny na moři a podmořská zařízení. Jeho odolnost vůči korozi pomáhá snižovat náklady na údržbu a prodlužovat životnost námořních zařízení.
Odkazy
Reference
Kategorie:Titan (prvek) Kategorie:Slitiny