Ti Grade 5 / (Ti6Al4V) / UNS R56400 / AMS 4928 / AMS 4911
DEFENCE METAL
Ti Grade 5 (Ti-6Al-4V)
UNS R56400 · W.Nr. 3.7165 (havacılık kalitesinde 3.7164) · ASTM Grade 5 · Ti-6Al-4V · ALFA-BETA (iki fazlı) titanyum alaşımı. ASTM B265 / B348 Grade 5 sınırları: Al %5,5-6,75 · V %3,5-4,5 · O en çok %0,20 · Fe en çok %0,40 · N en çok %0,05 · C en çok %0,08 · H en çok %0,015 · Y en çok %0,005 · her bir diğer element en çok %0,10 · diğerleri toplam en çok %0,40 · kalan Ti. Yoğunluk 4,42-4,43 g/cm³. Beta transus yaklaşık 995-1000 °C. Ticari saf kalitelerin (Grade 1-2-4) aksine ÇÖZELTİ TAVI + YAŞLANDIRMA (STA) ile mukavemet kazanır; bu gerçek bir ısıl işlem sertleşmesidir.
Mukavemet/ağırlık oranı ve orta sıcaklıkta dayanım istenen havacılık yapısal ve motor parçaları için alınır: gövde ve kanat bağlantı elemanları, iniş takımı parçaları, kompresör diski ve palesi, motor bağlantıları, bağlantı elemanı (cıvata, somun), basınçlı kap, roket bileşeni, jeotermal kuyu…
Formlar
Yuvarlak çubuk · lama · levha · sac · boru · dövme. Tüm formlar sipariş bazında temin edilmektedir.
Standartlar
AMS (dört ve daha fazla bağımsız kaynakla doğrulanmış): 4911 — sac, şerit ve levha, tavlı · 4928 — çubuk, tel, dövme, halka ve çekilmiş profil, tavlı · 4965 — çubuk, tel, dövme ve halka, ÇÖZELTİ TAVLI VE YAŞLANDIRILMIŞ (STA) · 6931 — çubuk, dövme ve dövme taslağı, tavlı. MIL karşılıkları: AMS-T-9046 / MIL-T-9046 Tip AB-1 (sac, şerit, levha) · AMS-T-9047 / MIL-T-9047 (çubuk ve yeniden dövme taslağı). ASTM: B265 / ASME SB-265 Grade 5 (şerit, sac, levha) · B348 / ASME SB-348 Grade 5 (çubuk ve kütük) · B381 Kalite F-5 (dövme) · F1472 (cerrahi implant, UNS R56400). Kaynak: AWS A5.16 / ASME SFA-5.16 kapsamında eşleşen ERTi-5 çubuk; tokluk gerektiğinde ELI (ERTi-23) veya alaşımsız dolgu da kullanılır (TWI). HER AMS NUMARASI TEK TEK DOĞRULANMIŞTIR. GRADE 5’E AİT OLANLAR: 4911 (sac/şerit/levha, tavlı — 5 kaynak) · 4928 (çubuk/tel/dövme/halka, tavlı — 6 kaynak) · 4965 (çubuk/tel/dövme/halka, çözelti tavlı ve yaşlandırılmış — 5 kaynak) · 6931 (çubuk/dövme/dövme…
Artısı
Isıl işlemle mukavemet kazanan tek yaygın titanyum kalitesidir ve kazanç ölçülebilir: tavlı durumda ASTM B265 / B348 akma alt sınırı 828 MPa (120 ksi) iken, çözelti tavı + yaşlandırma (STA) sonrası tipik akma 1034 MPa (150 ksi, United Performance Metals) ile 1096 MPa (159 ksi, 538 °C yaşlandırma,…
Kaynak
Dolgu metali: AWS A5.16 / ASME SFA-5.16 kapsamında eşleşen ERTi-5 çubuk. TWI, alfa-beta alaşımlarında kaynak metali sünekliğini artırmak için ALAŞIMSIZ veya ELI dolgu kullanıldığını bildirir; bu, beta faz miktarını ve arayer yükünü düşürür. ÖN TAV GEREKMEZ.
Sınırları
SICAKLIK TAVANI KAYNAKLARA GÖRE AYRIŞIR: Carpenter Technology yaklaşık 350 °C (660 °F), TIMET 350 °C (660 °F), Aubert & Duval sürünme için 300 °C, Granta/Titanium Information Group yaklaşık 400 °C (750 °F) verir. ORTALAMA ALINMAMIŞTIR; tasarımda hangi kaynağın ölçütü kullanıldığı yazılmalıdır.
Veriler üretici veri sayfalarından derlenmiştir · sipariş öncesi güncel şartnameden teyit ediniz
Bu sayfada · tıklayın, ilgili bölüme gider
Ürün Formuna Göre StandartlarKaynak, Isıl İşlem ve Talaşlı İmalatGrade 5 mi, Grade 5 ELI (Grade 23) mi?Sık Sorulan Sorular
Ti Grade 5 / (Ti6Al4V); Titanium – 6%Al – 4%V
Özellikleri: Dünya çapındaki titanyum ürünlerinin% 50’den fazlası bu alaşımdan döküm yoluyla, toz metalurjisi veya sıcak şekillendirme işlemi kullanılarak üretilir. Çeşitli ürün formlarının özellikleri kullanılan kimyasal bileşime ve termo-mekanik işleme bağlıdır. Alaşım, genel olarak, mukavemet, tokluk ve süneklik özelliklerinin en iyi kombinasyonunu veren tavlanmış (=yumuşak tavlı) durumda kullanılır. Bu alaşım 25mm’ye kadar kalınlıklarda yaşlandırma ile sertleşebilir.
Bu alaşım, titanium ile alüminyum ve vanadyum elementlerinin birleşiminden oluşur. Titanyum alaşımlarının en yaygın kullanılan türlerinden biridir ve yüksek mukavemet, düşük yoğunluk ve korozyon direnci gibi özellikleri nedeniyle birçok zorlu uygulamada tercih edilir.
Özellikle yüksek performans gerektiren uygulamalar için idealdir.
Uygulama Alanları: Kimya Sanayii, Uzay ve Havacılık Sanayii, Medikal Uygulamalar.
İşlenebilirlik: Yüksek mukavemet ve sertlik ile bilinen bir alaşımdır, bu da işlenmesini biraz zorlaştırabilir. Ancak, doğru teknikler ve araçlarla işlenebilir.
İşlenebilirlik İpuçları:
Makine İşleme:
Frezeleme, tornalama ve delme gibi işlemlerle işlenebilir. Ancak, titanyumun yüksek erime noktası ve sertliği nedeniyle düşük hızda işlem yapmaya dikkat edilmelidir.
Kesici takımlar genellikle sert alaşım veya karbür olmalıdır. Soğutma sıvıları kullanarak aşırı ısınmayı önlemek gerekir.
Kaynak:
TIG (Tungsten Inert Gas) kaynağı için uygun bir alaşımdır. Kaynak sırasında, argona gibi inert gazlarla koruma sağlanmalıdır, çünkü titanyum oksitlenmeye karşı hassastır.
MIG kaynağı da uygulanabilir, ancak yüksek hassasiyet gerektirir.
Soğuk Şekillendirme:
Soğuk şekillendirme işlemlerine uygundur ve plazma kesme, bükme gibi işlemlerle şekillendirilebilir.
Sıcak Şekillendirme:
Sıcak şekillendirme işlemleri için uygundur, ancak yüksek sıcaklıklar sırasında oksitlenmeyi engellemek önemlidir.
DEFENCE METAL
Kimyasal Kompozisyon
Değer
Mekanik Özellikleri 20°C
Değer
Fiziksel Özellikleri 20°C
Değer
C %
≤ 0.08
Sertlik HB 30
≥ HB 310
Yoğunluk gr/cm³
≥ 4.43
V %
3.50-4.50
0.2% Akma Dayanımı Rp N/mm²
≥ 830
Özgül Isı Kapasitesi J/kg K
≥ 560
N %
≤ 0.05
Çekme Dayanımı Rm N/mm²
≥ 895
Termal İletkenlikW/m K
≥ 7.1
Ti %
Rest
Uzama
≥ %10
Elektrik Direnci Ω mm²/m
≥ 1.71
Al %
5.50-6.75
Elastiklik Modulü kN/mm²
114
Fe %
≤ 0.20
O %
≤ 0.20
H %
≤ 0.015
Standartlar ve Karşılıkları · Ti Grade 5
DEFENCE METAL
Ticari ad
Ti Grade 5
UNS
R56400
AMS
4928 (çubuk, dövme) · 4911 (levha, sac, şerit)
Temin edilebilen formlar
Yuvarlak çubuk · Lama · Levha · Sac · Boru · Dövme Tüm formlar sipariş bazlı temin edilmektedir.
AMS 4965 — çubuk, tel, dövme ve halka, ÇÖZELTİ TAVLI VE YAŞLANDIRILMIŞ. AMS 4967 (tavlı, ısıl işlem görebilir) ve AMS 6930 (çubuk/dövme/dövme taslağı, STA) Grade 5’e aittir ancak sırasıyla üç ve iki kaynakla kaldığı için kart metnine yazılmamıştır.
Cerrahi implant
ASTM F1472 — Wrought Titanium-6Aluminum-4Vanadium Alloy for Surgical Implant Applications (UNS R56400). ELI implant şartnamesi olan ASTM F136 BU KALİTEYE AİT DEĞİLDİR.
Kaynak dolgusu
AWS A5.16 / ASME SFA-5.16 kapsamında eşleşen ERTi-5 çubuk. TWI, kaynak metali sünekliğini artırmak için alaşımsız veya ELI (ERTi-23) dolgu kullanılabileceğini bildirir.
Muayene · Avrupa · belge
AMS 2631 — titanyum çubuk, kütük ve levhanın ULTRASONİK MUAYENESİ; malzeme şartnamesi DEĞİLDİR, kalite belirtmez. W.Nr. 3.7165 (genel) / 3.7164 (havacılık) ayrımı iki kaynağa dayanır. EN 10204 bir malzeme şartnamesi değildir; 2.2 / 3.1 / 3.2 muayene belgesi türünü tanımlar.
AMS numaraları önce, ASTM numaraları sonra yazılmıştır. AMS 4907, 4930, 4931 ve 6932 ELI (Grade 23) numaralarıdır ve bu haritada YER ALMAZ. Grade 5 için doğrulanmış bir AMS boru/tüp numarası bulunamamıştır. ASTM B861 / B862 / B863 kapsamında Grade 5 bulunup bulunmadığı dört kaynakla doğrulanamamış ve atlananlar listesine yazılmıştır.
Ti Grade 5 siparişlerinde iki nokta kritiktir. Birincisi, ürün formuna göre farklı standartlar geçerlidir ve havacılık (AMS) spesifikasyonları ASTM’ye göre daha sıkı demir limiti uygular. İkincisi, yaygın bir piyasa hatası olarak Grade 5 tüp bazen “ASTM B338” ile gösterilir — ASTM B338’in grade listesi Grade 5’i kapsamaz; Grade 5 boru B861 / B862 ile alınır.
Ürün Formuna Göre Standartlar · Ti Grade 5 / Ti-6Al-4V (R56400)
ASTM B265 / B348 Grade 5 için mekanik minimumlar: çekme ≥ 895 MPa, akma %0,2 ≥ 828 MPa, uzama ≥ %10. Yoğunluk 4,43 g/cm³ — çeliğin yaklaşık %57’si. Kimyada ASTM demir üst sınırını %0,40, AMS ise %0,30 olarak belirler; oksijen her ikisinde de en fazla %0,20’dir.
Kaynak, Isıl İşlem ve Talaşlı İmalat
ISIL İŞLEM — ŞEMATİK
1 · ÇÖZELTİ TAVI
843-968 °C bandı. TIMET 899-968 °C (1650-1775 °F) TIMET 2-120 dakika
2 · SOĞUTMA
SUDA SU VERME (water quench). Dört kaynak da su vermeyi verir. Su verme kesit boyunca beta fazını aşırı doymuş olarak dondurur; hava soğutması STA için YETERLİ DEĞİLDİR ve kalın kesitte merkez yeterince sertleşmez.
3 · YAŞLANDIRMA
aşağıdaki tabloya bakınız
DEFENCE METAL
Çözelti tavı
Sıcaklık
843-968 °C bandı. TIMET 899-968 °C (1650-1775 °F) · Granta/TIG 904-954 °C (1660-1750 °F) · NASA/DMIC 843-954 °C (1550-1750 °F) · RMI/RTI 954 °C (1750 °F). DÖRT BAĞIMSIZ KAYNAK. Hepsi beta transusun (995-1000 °C) ALTINDADIR; NASA/DMIC bandın alt ucunun (843 °C) süneklik ve şekillendirilebilirlik, üst ucunun (927-954 °C) en yüksek mukavemet için kullanıldığını yazar.
Süre
TIMET 2-120 dakika · Granta/TIG 5 dakika – 2 saat · RMI/RTI 10 dakika · NASA/DMIC kesit kalınlığına göre.
Soğutma
SUDA SU VERME (water quench). Dört kaynak da su vermeyi verir. Su verme kesit boyunca beta fazını aşırı doymuş olarak dondurur; hava soğutması STA için YETERLİ DEĞİLDİR ve kalın kesitte merkez yeterince sertleşmez.
Uyarı
NASA/DMIC tipik çözelti tavı koşullarında havada 0,08-0,20 mm (3-8 mil) alpha case oluştuğunu bildirir. Vakum veya koruyucu atmosfer kullanılmıyorsa bu tabaka kaldırılmalıdır.
DEFENCE METAL
1 · GERİLİM GİDERME
Adım
1 · GERİLİM GİDERME
Özet
Talaşlı imalat, soğuk şekillendirme, doğrultma ve kaynaktan kalan artık gerilmeleri düşürür. Tane yapısını ve mukavemeti değiştirmez.
Sıcaklık
482-649 °C. RMI/RTI 482 °C (900 °F) · NASA/DMIC 538-649 °C (1000-1200 °F). İKİ BAĞIMSIZ KAYNAK; dört kaynağa ulaşılamadığı için bağlayıcı bant olarak yazılmamıştır.
Süre
RMI/RTI 30 dakika · NASA/DMIC 30 dakika – 1 saat.
Soğutma
Havada soğutma.
Sonuç sertlik
Sertlik ve mukavemet pratik olarak değişmez. Gerilim giderme bir sertleştirme kademesi DEĞİLDİR.
DEFENCE METAL
2 · TAVLAMA (MILL ANNEAL)
Adım
2 · TAVLAMA (MILL ANNEAL)
Özet
Standart teslim durumudur. Beta transusun altında kalınır; eş eksenli alfa + araya dağılmış beta yapısı korunur. Şartname minimumları bu duruma göre yazılmıştır.
Sıcaklık
704-816 °C ortak bant. TIMET 704 °C (1300 °F) · RMI/RTI 704 °C (1300 °F) · Granta/Titanium Information Group 732 °C (1350 °F) · NASA/DMIC 704-816 °C (1300-1500 °F). DÖRT BAĞIMSIZ KAYNAK. ORTALAMA ALINMAMIŞTIR.
Süre
20 dakika – 4 saat. RMI/RTI 20 dakika · TIMET 1 saat · NASA/DMIC 1-2 saat · Granta/TIG 4 saat.
Soğutma
TIMET havada veya daha yavaş · RMI/RTI havada · NASA/DMIC yaklaşık 593 °C’ye (1100 °F) fırında, sonra havada · Granta/TIG 566 °C’ye (1050 °F) fırında, sonra havada.
Beta transusun ÜZERİNDE tavlayıp soğutarak dönüşmüş beta (lamelli/Widmanstätten) yapı üretir. Akma dayanımı biraz düşer, kırılma tokluğu ve çatlak ilerleme direnci yükselir. Ayrı bir mukavemet kademesi değil, ayrı bir TOKLUK kademesidir.
Sıcaklık
Beta transusun üzeri. RMI/RTI 1016 °C (1860 °F) verir. NeoNickel ‘beta annealed’ koşulunu ayrı bir durum olarak listeler ama sıcaklık yazmaz. İKİ KAYNAK; bağlayıcı sıcaklık olarak yazılmamıştır.
Süre
RMI/RTI 20 dakika. Tek kaynak.
Soğutma
Havada soğutma (dönüşmüş beta yapısı).
Sonuç sertlik
NeoNickel beta tavlı durum için 903 MPa (131 ksi) akma ve 134 ksi√in K1C verir; sürekli haddelenmiş tavlı sac için 910-979 MPa (132-142 ksi) akma ve 128-140 ksi√in K1C verir. TEK KAYNAK.
DEFENCE METAL
YAŞLANDIRMA · DÜŞÜK UÇ (en yüksek mukavemet)
Adım
YAŞLANDIRMA · DÜŞÜK UÇ (en yüksek mukavemet)
Sıcaklık
482-552 °C. TIMET bandın alt ucu 482 °C (900 °F) · NASA/DMIC 482-593 °C (900-1100 °F) · United Performance Metals 524-552 °C (975-1025 °F) · Granta/TIG 538 °C (1000 °F) · NeoNickel 538 °C. BEŞ BAĞIMSIZ KAYNAK.
Süre
1-24 saat. TIMET 2-8 saat · NASA/DMIC 1-24 saat; 8 saatin üzerinde belirgin etki yoktur · Granta/TIG 4 saat.
Soğutma
Havada soğutma.
Sonuç
En yüksek akma, en düşük tokluk. United Performance Metals 524-552 °C sonrası 1034 MPa (150 ksi) akma ve yaklaşık 360 HBW verir; NeoNickel 538 °C için 1096 MPa (159 ksi) akma ve 80 ksi√in K1C verir.
DEFENCE METAL
YAŞLANDIRMA · YÜKSEK UÇ (tokluk yönünde)
Adım
YAŞLANDIRMA · YÜKSEK UÇ (tokluk yönünde)
Sıcaklık
621-691 °C. RMI/RTI 621 °C (1150 °F) · TIMET bandın üst ucu 691 °C (1275 °F) · NeoNickel 677 °C. ÜÇ KAYNAK.
Süre
RMI/RTI 24 saat · TIMET 2-8 saat.
Soğutma
Havada soğutma.
Sonuç
Akma düşer, tokluk yükselir: NeoNickel 677 °C için 945 MPa (137 ksi) akma ve 105 ksi√in K1C verir. Aynı alaşımda yaşlandırma sıcaklığı mukavemet ile tokluk arasında seçim yapar.
Şema şematiktir; zaman ekseni ÖLÇEKLİ DEĞİLDİR. Yayımlanmış bir TTT/CCT eğrisi kullanılmadığı için eğri çizilmemiştir. Ti-6Al-4V ALFA-BETA bir alaşımdır ve ticari saf kalitelerin aksine ÇÖZELTİ TAVI + YAŞLANDIRMA (STA) ile mukavemet kazanır; bu gerçek bir ısıl işlem sertleşmesidir. Tüm kademelerin üst sınırını BETA TRANSUS belirler: yaklaşık 995-1000 °C (1825-1830 °F). Aşağıdaki kademeler ayrı ayrı doğrulanmıştır ve kaynak sayısı her kademede yazılmıştır. STA = ÇÖZELTİ TAVI + SU VERME + YAŞLANDIRMA. Üç adımdan biri atlanırsa sonuç STA değildir. Yalnızca ‘ısıl işlem görmüş’ yazan bir resim yeterli değildir; çözelti sıcaklığı, su verme ortamı ve yaşlandırma sıcaklığı/süresi ayrı ayrı yazılmalıdır. STA etkisi KESİT KALINLIĞIYLA SINIRLIDIR: TIMET STA çevrimini yalnızca belirli çubuk ürünler için verir. Beta transus için kaynaklar AYRIŞIR: TIMET 996 °C (1825 °F ±25 °F) · United Performance Metals 999 °C (1830 °F ±25 °F) · Granta/Titanium Information Group 999 °C (±15 °C) · NeoNickel 996 °C (±28 °C). ORTALAMA ALINMAMIŞTIR; kart 995-1000 °C aralığını yazar. Gerilim giderme ve beta tavlama kademeleri dört kaynağa ulaşmamıştır; kaynak sayıları kademelerin içinde açıkça yazılmıştır ve bu sayılar bağlayıcı reçete olarak kullanılmamalıdır. Hiçbir yayımlanmış TTT/CCT eğrisi kullanılmamıştır; şema yalnızca çevrim sırasını gösterir.
Kaynak
En yaygın ve tercih edilen yöntem GTAW (TIG)’dir; GMAW, plazma, elektron ışın, lazer ve direnç kaynağı da uygulanır. Dolgu metali eşleşen AWS A5.16 ERTi-5 (AMS 4954) veya daha sünek ve tok bir dikiş için ERTi-23 (ELI, AMS 4956) telidir. Atmosferik kontaminasyon bu malzemede belirleyici konudur: saf argon koruması, arka (kök) koruması ve trailing shield zorunludur — oksijen, azot ve hidrojen alımı dikişi gevrekleştirir. Demir bulaşmasından kaçının: ayrı taşlama taşı, ayrı fırça ve temiz eldiven kullanın. Kaynak öncesi yüzeydeki oksit ve yağ tamamen temizlenmelidir. Kaynak sonrası gerilim giderme tavsiye edilir.
Isıl işlem
Ti-6Al-4V bir α+β alaşımıdır; β-transus sıcaklığı 995–1000 °C civarındadır. Standart teslim durumu tavlıdır (mill annealed): 705–760 °C, tipik 730 °C, 0,5–4 saat, hava veya fırın soğutma. Gerilim giderme 540–650 °C aralığında, 1–8 saat uygulanır. Mukavemet artışı isteniyorsa çözeltiye alma + yaşlandırma (STA) uygulanır: çubuk ve dövmede 955 ± 14 °C’de 2 saat ve su verme, ardından 525–550 °C’de 4–8 saat yaşlandırma. STA’nın etkinliği kesit kalınlığına şiddetle bağlıdır — yaklaşık 25–50 mm üzerinde su verme hızı yetersiz kalır. STA isteniyorsa ayrıca AMS 4965 ile sipariş edilmelidir. Isıl işlem vakum veya inert atmosferde yapılmalıdır; havada yapılırsa yüzeyde gevrek “alpha case” tabakası oluşur ve mekanik olarak kaldırılması gerekir.
Talaşlı imalat
İşlenebilirlik oranı B1112’nin yaklaşık %20–22’sidir. Temel kural: düşük kesme hızı, yüksek ilerleme, keskin takım, bol soğutma. Kaplamalı karbürle tipik hızlar: tornalama 70–90 m/dk, frezeleme ve delme 50–70 m/dk. Isı iletkenliği çok düşük olduğu için ısı takım ağzında toplanır; yüksek basınçlı ve yüksek debili soğutma sıvısının doğrudan kesme ağzına yönlendirilmesi şarttır. Klorsuz kesme sıvısı kullanın — klor kalıntısı gerilmeli korozyon çatlağı riski yaratır. Rijit bağlama zorunludur; titreşim ani takım kırılmasına yol açar, takımın kesme içinde beklemesi pekleşme yapar. İnce talaş ve toz kolay tutuşur: talaş birikmesine izin vermeyin ve sınıf D yangın söndürücü bulundurun.
Grade 5 mi, Grade 5 ELI (Grade 23) mi?
İki kalite arasındaki fark tek bir şeydir: ara yer (interstitial) element seviyeleri, özellikle oksijen ve demir. Alaşım elementleri (Al ve V) aynıdır.
Grade 5 ile Grade 5 ELI (Grade 23) Karşılaştırması
Grade 5: mukavemetin öncelik olduğu her yer — uçak yapısal parçaları, bağlantı elemanları, offshore, spor ve otomotiv
ELI: cerrahi implant (ASTM F136 / ISO 5832-3), kriyojenik servis, hasar toleransı kritik yapılar
Kısaca ELI yaklaşık %7 mukavemet feda eder, karşılığında belirgin süneklik, kırılma tokluğu ve kriyojenik performans kazandırır. Basit bir mukavemet uygulamasında ELI almak gereksiz maliyettir. Detay için: Ti Grade 5 ELI · Ti Grade 2.
Genellikle evet, ama tek yönlü. AMS 4928 çubuk, tel ve dövme için ASTM B348’e göre daha sıkı demir limiti uygular (%0,30’a karşı %0,40) ve ek muayene ile izlenebilirlik şartları getirir. Dolayısıyla AMS 4928 malzeme B348 Grade 5 şartlarını sağlar; tersi doğru değildir — B348 sertifikalı malzeme otomatik olarak AMS 4928 yerine geçmez. Havacılık işinde daima AMS ile sipariş edin; çift sertifikalı malzeme en güvenli seçenektir.
Grade 5’i 400 °C üzerinde kullanabilir miyim?
Sürekli servis için hayır. Üreticilerin verdiği üst sınır 350–400 °C aralığındadır. İki neden var: 427 °C’de akma dayanımı oda sıcaklığına göre yaklaşık %40 azalır ve yüksek sıcaklıkta havada uzun süre kalırsa yüzeyde gevrek, oksijen zengini bir tabaka oluşarak yorulma ömrünü düşürür. Kısa süreli ve kesintili maruziyet mühendislik değerlendirmesiyle daha yükseğe çıkabilir, ancak sürekli tasarım değeri olarak alınmamalıdır.
Grade 5 tüpü ASTM B338 ile sipariş edebilir miyim?
Hayır. Bu yaygın bir piyasa hatasıdır: ASTM B338’in grade listesi Grade 5’i kapsamaz. Grade 5 dikişsiz boru için ASTM B861, dikişli boru için ASTM B862 kullanılır. Ayrıca AMS 4945 ve AMS 4946 Ti-6Al-4V değildir; bunlar Ti-3Al-2.5V hidrolik boru spesifikasyonlarıdır — bazı tedarikçi listeleri bunu yanlış gösterir.
Grafikte aralık olarak verilen değerler alt sınırdan çizilmiştir; tam aralık tablodadır. ŞARTNAME MİNİMUMU ile TİPİK DEĞER aynı tabloda karıştırılmamıştır; her satırın ‘Kaynak tipi’ alanı hangisi olduğunu yazar. STA satırları TİPİK değerdir. ASTM B265 / B348 Grade 5 tavlı duruma göre yazılmıştır ve STA için ayrı bir ASTM alt sınırı vermez; STA alt sınırı AMS 4965 ve AMS 6930 ile gelir, bu iki şartnamenin sayısal içeriği dört kaynakla doğrulanamamıştır. Kırılma tokluğu (K1C) değerleri tek kaynaktan (NeoNickel) gelmektedir ve ayrı bir diyagram yapılmamıştır; satır açıklamalarında bilgi olarak verilmiştir.
KARŞILAŞTIRMA
Tek ölçüt: ŞARTNAME TAVANLARI ve ŞARTNAME ALT SINIRLARI (tipik değil). Kimyasal tavanlar ASTM B265 / B348 Tablo 1’den, çekme değerleri Tablo 2’den; implant satırları ASTM F1472 ve ASTM F136’dan. Ürün formu tavlı (annealed) durumdur. Üretici tipik değerleri bu alt sınırların üzerindedir.
ELI = Extra Low Interstitial. Kırılma tokluğu ve kriyojenik davranış için arayer elementleri düşürülmüştür.
Ti-6Al-4V — cerrahi implant (ASTM F1472)
UNS R56400
—
ASTM F1472
%5,5-6,75
%3,5-4,5
%0,20
%0,30
%0,05
%0,08
%0,015
930
860
%10
Demir tavanı B348’e göre %0,40’tan %0,30’a iner. Bu satır TEK KAYNAKLIDIR (GE Additive / Arcam).
Ti-6Al-4V ELI — cerrahi implant (ASTM F136)
UNS R56401
—
ASTM F136
%5,5-6,5
%3,5-4,5
%0,13
%0,25
%0,05
%0,08
%0,012
860
795
%10
AZOT tavanı B265/B348 Grade 23’ten (%0,03) YÜKSEKTİR (%0,05); hidrojen tavanı ise daha düşüktür (%0,012).
DEFENCE METAL
Ek bilgiler
Iliski
İKİ KALİTE AYNI ALAŞIMDIR: Al ve V aralıkları neredeyse aynıdır (üst Al sınırı %6,75’ten %6,5’e iner). AYRIM YALNIZCA ARAYER (interstitial) ELEMENT TAVANLARINDADIR: oksijen %0,20’den %0,13’e (−%35), demir %0,40’tan %0,25’e (−%37,5), azot %0,05’ten %0,03’e (−%40), hidrojen %0,015’ten %0,0125’e (−%17) iner. Bunun bedeli mukavemettir: çekme alt sınırı 895 MPa’dan 828 MPa’ya (−%7,5), akma alt sınırı 828 MPa’dan 759 MPa’ya (−%8,3) düşer. Kazanç kırılma tokluğu, yorulma çatlağı ilerleme direnci ve düşük sıcaklık sünekliğidir.
Mekanizma
Oksijen ve azot alfa titanyumun sıkı paket hegzagonal kafesinde oktahedral arayer boşluklarına girer ve asimetrik kafes çarpılması yaratır; bu gerilme alanı dislokasyon kaymasını engeller (arayer katı çözelti sertleşmesi). Mukavemet artar, çatlak ucunda plastik deformasyon kapasitesi düşer; kırılma tokluğu ve düşük sıcaklık sünekliği geriler. Demir beta fazını kararlı kılar ve tane sınırlarında ayrışabilir. ELI’de bu dört elementin tavanının birlikte indirilmesinin amacı budur; ELI ayrı bir alaşım DEĞİL, aynı alaşımın daha dar arayer bandıdır.
Uyarı
UNS NUMARALARI KARIŞIR: Grade 5 = R56400. ELI tarafında İKİ numara vardır — ASTM B265 / B348 Grade 23 = UNS R56407, ASTM F136 (cerrahi implant) = UNS R56401. İkisi aynı alaşımdır ama azot ve hidrojen tavanları farklıdır. Sipariş yalnızca ‘Ti-6Al-4V ELI’ diye verilirse hangi tavanın uygulanacağı belirsizdir; şartname numarası ve kalite numarası birlikte yazılmalıdır.
ASTM F1472 satırındaki demir tavanı (%0,30) ve ASTM F136 satırındaki çekme/akma alt sınırları (860 / 795 MPa) TEK KAYNAKTAN (GE Additive / Arcam) gelmektedir; dört kaynakla teyit edilmemiştir. ASTM B265 / B348 Grade 23 alt sınırları (828 / 759 MPa) iki bağımsız kaynakla (TIMET, United Performance Metals) doğrulanmıştır; dört kaynağa ulaşılamamıştır. ASTM F136’nın büyük kesitler için (44,45 mm üzeri) daha düşük değerler verdiği United Performance Metals tablosunda görülmektedir; kart tek bir alt sınır yazmamaktadır.