GR5 টাইটানিয়াম বার (Ti-6Al-4V) - পণ্য পরিচিতি
ওভারভিউ
GR5 টাইটানিয়াম বার(গ্রেড 5, চীনা উপাধিTC4) হল একটি বার-ফর্মের পণ্য যা Ti-6Al-4V অ্যালয় - বিশ্বের সর্বাধিক ব্যবহৃত টাইটানিয়াম খাদ থেকে তৈরি, যা মোট টাইটানিয়াম খরচের 50% এর বেশি। এটি উচ্চ শক্তি, কম ঘনত্ব, চমৎকার জারা প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ভাল বানানযোগ্যতাকে একত্রিত করে, এটি মহাকাশ, চিকিৎসা, সামুদ্রিক এবং উচ্চ কার্যকারিতা শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ উপাদান করে তোলে। GR5 বারগুলি সাধারণত হট-রোল্ড, নকল, বা ঠান্ডা-আঁকানো/গ্রাউন্ড পণ্য হিসাবে সরবরাহ করা হয় যার ব্যাস3 মিমি থেকে 300+ মিমি, দৈর্ঘ্যে 6 মিটার পর্যন্ত বা প্রয়োজন অনুসারে।
1. রাসায়নিক গঠন (প্রতি ASTM B348 / ASTM F136)
表格
| উপাদান | বিষয়বস্তু (wt%) | ফাংশন |
|---|---|---|
| টাইটানিয়াম (Ti) | ব্যালেন্স (~90%) | বেস ধাতু |
| অ্যালুমিনিয়াম (আল) | 5.5 – 6.75% | -স্ট্যাবিলাইজার; উচ্চ-তাপমাত্রা কার্যক্ষমতাকে শক্তিশালী করে এবং উন্নত করে |
| ভ্যানডিয়াম (V) | 3.5 – 4.5% | -স্ট্যাবিলাইজার; শক্তি, নমনীয়তা এবং কঠোরতা উন্নত করে |
| আয়রন (Fe) | 0.40% এর কম বা সমান | অপবিত্রতা সীমা |
| অক্সিজেন (O) | 0.20% এর কম বা সমান | ইন্টারস্টিশিয়ালকে শক্তিশালী করা (নিয়ন্ত্রিত) |
| কার্বন (C) | 0.08% এর চেয়ে কম বা সমান | অপবিত্রতা সীমা |
| নাইট্রোজেন (N) | 0.05% এর কম বা সমান | অপবিত্রতা সীমা |
| হাইড্রোজেন (H) | 0.015% এর কম বা সমান | অপরিচ্ছন্নতার সীমা (গুরুত্বপূর্ণ - ভ্রূণের ঝুঁকি) |
| Yttrium (Y) | 0.005% এর কম বা সমান | অবশিষ্ট সীমা |
2. যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (ASTM B348, annealed condition)
表格
| সম্পত্তি | মান |
|---|---|
| প্রসার্য শক্তি | 895 MPa এর চেয়ে বড় বা সমান(সাধারণত 950-1,100 MPa) |
| ফলন শক্তি | 825 MPa এর চেয়ে বড় বা সমান(সাধারণত 850-1,000 MPa) |
| প্রসারণ | 10% এর চেয়ে বড় বা সমান (সাধারণত 14-18%) |
| এলাকা হ্রাস | 25% এর চেয়ে বড় বা সমান |
| কঠোরতা | ~320–360 HB (≈ 34–38 HRC) |
| ঘনত্ব | 4.43 গ্রাম/সেমি³(প্রায় 56% ইস্পাত) |
| ইলাস্টিক মডুলাস | ~114 জিপিএ |
| গলানো পরিসীমা | ~1,600–1,670 ডিগ্রী |
| পরিষেবার তাপমাত্রা | -250 ডিগ্রী থেকে ~ 400 ডিগ্রী(দীর্ঘ-মেয়াদী) |
পরেসমাধান চিকিত্সা + বার্ধক্য (STA), শক্তি 1,100–1,300 MPa - এ পৌঁছাতে পারে এবং অ্যানিলড অবস্থায় ~20-30% বৃদ্ধি পায়।
3. ভৌত বৈশিষ্ট্য
表格
| সম্পত্তি | মান | নোট |
|---|---|---|
| শক্তি-থেকে-ওজন অনুপাত | ব্যতিক্রমী | অধিকাংশ ইস্পাত এবং অ্যালুমিনিয়াম খাদ থেকে উচ্চ |
| তাপ পরিবাহিতা | 6.7 W/(m·K) | কম - মেশিনিং তাপ টুলে ঘনীভূত হয় |
| তাপীয় সম্প্রসারণ | 8.6 × 10⁻⁶/K | কম - ভাল মাত্রিক স্থায়িত্ব |
| নির্দিষ্ট তাপ | ~560 J/(kg·K) | |
| বায়োকম্প্যাটিবিলিটি | চমৎকার | অ{0}}বিষাক্ত, মানুষের টিস্যু দ্বারা সম্পূর্ণরূপে স্বীকৃত |
| জারা প্রতিরোধের | অসামান্য TiO₂ প্যাসিভ ফিল্ম | সমুদ্রের জল, ক্লোরাইড, অক্সিডাইজিং অ্যাসিড, শরীরের তরল |
| চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য | অ-চৌম্বক | এমআরআই{0}}সামঞ্জস্যপূর্ণ ডিভাইসের জন্য উপযুক্ত |
4. ধাতুবিদ্যার বৈশিষ্ট্য
+ দুই-ফেজ গঠন: অ্যালুমিনিয়াম হেক্সাগোনাল ফেজ স্থির করে; ভ্যানডিয়াম দেহকে স্থির করে-কেন্দ্রিক ঘন পর্যায় (-ট্রান্সাস তাপমাত্রা ≈ 980-1,000 ডিগ্রি)।
তাপ-নিরাময়যোগ্য: পর্যায় সক্রিয়সমাধান + বার্ধক্য চিকিত্সাযথেষ্ট শক্তি লাভের জন্য - বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি টাইটানিয়ামের উপর একটি মূল সুবিধা।
মাইক্রোস্ট্রাকচার নিয়ন্ত্রণ: + ক্ষেত্রে প্রক্রিয়াকরণ শক্তি, নমনীয়তা এবং ক্লান্তি প্রতিরোধের সর্বোত্তম ভারসাম্য সহ সূক্ষ্ম ডুপ্লেক্স (ইকুয়াক্সড + রূপান্তরিত) কাঠামো তৈরি করে।
সংবেদনশীলতা: হাইড্রোজেন পিকআপ অবশ্যই কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করতে হবে (ঢালাই, পিকলিং, মেশিনিং কুল্যান্ট); -উন্নত তাপমাত্রায় ফেজ বিষয়বস্তু বৃদ্ধি পায় - হট ওয়ার্কিং উইন্ডো অবশ্যই পরিচালনা করতে হবে।
5. উত্পাদন প্রক্রিয়া
গলে যাওয়া- স্পঞ্জ টাইটানিয়ামের ট্রিপল ভ্যাকুয়াম আর্ক রিমেল্টিং (VAR) + Al-V মাস্টার অ্যালয় একজাতীয়তার জন্য
ফরজিং/ব্রেকডাউন- বা + ফিল্ডে বিলেটে ইনগট নকল
গরম ঘূর্ণায়মান / বার থেকে forging- চূড়ান্ত ব্যাস (সাধারণত 700-950 ডিগ্রি)
অ্যানিলিং- নমনীয়তা পুনরুদ্ধার করতে 700-850 ডিগ্রিতে মিল অ্যানিলিং
ঠান্ডা অঙ্কন / কেন্দ্রবিহীন নাকাল(ঐচ্ছিক) - নির্ভুল ব্যাস এবং পৃষ্ঠের সমাপ্তির জন্য
সোজা করা- ঘূর্ণমান বা প্রেস সোজা করা
পৃষ্ঠ চিকিত্সা- মেশিনিং/টার্নিং, পলিশিং বা স্যান্ডব্লাস্টিং
পরিদর্শন ও পরীক্ষা- UT ত্রুটি সনাক্তকরণ, মাত্রিক পরীক্ষা, প্রসার্য পরীক্ষা, PMI, ডাই পেনিট্রান্ট - সম্পূর্ণ MTC (EN 10204 3.1/3.2) সরবরাহ করা হয়েছে
6. পণ্যের ফর্ম এবং সহনশীলতা
表格
| ফর্ম | বর্ণনা | সাধারণ সহনশীলতা |
|---|---|---|
| হট-ঘূর্ণিত বার | যেমন-ঘূর্ণিত পৃষ্ঠ, কালো/অক্সিডাইজড | h11/h12 |
| নকল বার | ভাল অভ্যন্তরীণ গুণমান, বড় ব্যাস | চুক্তি অনুযায়ী |
| ঠান্ডা-আঁকানো / স্থল বার | উজ্জ্বল পৃষ্ঠ, সুনির্দিষ্ট মাত্রা | h8/h9/h10 |
| খোসা ছাড়ানো/বাঁকানো বার | মেশিনযুক্ত পৃষ্ঠ, ডিকারবারাইজড/ -কেস স্তর সরানো হয়েছে | h9/h11 |
| কেন্দ্রবিহীন-গ্রাউন্ড বার | মেশিনিং জন্য মিরর বা নির্ভুল ফিনিস | h7/h8 |
সারফেস শর্ত উপলব্ধ:কালো (যেমন-ঘূর্ণিত), আচারযুক্ত, স্যান্ডব্লাস্টেড, ঘুরিয়ে/গ্রাউন্ড, পালিশ করা.
7. মূল আবেদন ক্ষেত্র
মহাকাশ (সবচেয়ে বড় বাজার)
বিমানের কাঠামোগত উপাদান: ফ্রেম, বন্ধনী, ফাস্টেনার
ইঞ্জিনের অংশ: কম্প্রেসার ব্লেড, ডিস্ক, শ্যাফ্ট
ল্যান্ডিং গিয়ার এবং অ্যাকচুয়েটর উপাদান
হেলিকপ্টার রোটার হাব
মেডিকেল
অস্ত্রোপচার ইমপ্লান্ট: হাড়ের স্ক্রু, প্লেট, ইন্ট্রামেডুলারি নখ, মেরুদণ্ডের ফিক্সেশন ডিভাইস
ডেন্টাল ইমপ্লান্ট ফিক্সচার এবং abutments
অস্ত্রোপচার যন্ত্র এবং টুল ফাঁকা
(দ্রষ্টব্য: স্থায়ী ইমপ্লান্টের জন্য, ELI সংস্করণ -গ্রেড 23 / Ti-6Al-4V ELIনিম্ন ইন্টারস্টিশিয়াল সহ - প্রায়ই ASTM F136 প্রতি নির্দিষ্ট করা হয়)
মেরিন এবং অফশোর
প্রোপেলার শ্যাফ্ট, পানির নিচে ফাস্টেনার, কাপলিং
সমুদ্রের জল পাম্প উপাদান, ভালভ ডালপালা
গভীর-সমুদ্র সরঞ্জাম কাঠামোগত অংশ
শিল্প ও শক্তি
রাসায়নিক উদ্ভিদ শ্যাফ্ট, আন্দোলনকারী, পাম্প উপাদান
উচ্চ-চাপের জাহাজের উপাদান
স্বয়ংচালিত রেসিং অংশ (কানেক্টিং রড, ভালভ)
ক্রীড়া সরঞ্জাম: সাইকেল ফ্রেম, গল্ফ ক্লাব হেড, টেনিস র্যাকেট
8. তুলনা: GR5 বনাম বিশুদ্ধ টাইটানিয়াম বার
表格
| আইটেম | GR2 (TA2) বার | GR5 (TC4) বার |
|---|---|---|
| টাইপ | বাণিজ্যিকভাবে খাঁটি | + খাদ |
| প্রসার্য শক্তি | ~450–550 MPa | ~950–1,100 MPa |
| ফলন শক্তি | ~350 MPa | ~850 MPa |
| নমনীয়তা | উচ্চতর (ε 25% এর চেয়ে বড় বা সমান) | মাঝারি (10-14% এর চেয়ে বড় বা সমান) |
| জারা প্রতিরোধের | চমৎকার | চমৎকার (সমান-সমান) |
| তাপ চিকিত্সা | শুধুমাত্র annealing | সমাধান + বার্ধক্য উপলব্ধ |
| খরচ | নিম্ন | ~2–3× বেশি |
| জন্য সেরা | রাসায়নিক সরঞ্জাম, গঠিত অংশ | মহাকাশ, চিকিৎসা, উচ্চ-লোড যন্ত্রাংশ |
9. প্রাসঙ্গিক মান
表格
| স্ট্যান্ডার্ড | ব্যাপ্তি |
|---|---|
| ASTM B348 | বার এবং বিলেট - প্রাথমিক পণ্যের মান |
| ASTM F67/F136 | সার্জিক্যাল ইমপ্লান্ট গ্রেড (Ti-6Al-4V ELI-এর জন্য F136) |
| এএমএস 4928 | অ্যারোস্পেস বার, ফোরজিং এবং রিং স্পেসিফিকেশন |
| ASME SB348 | চাপ জাহাজ কোড সংস্করণ |
| জিবি/টি 2965 | টাইটানিয়াম এবং টাইটানিয়াম খাদ বার জন্য চীনা মান |
| DIN 3.7165 / EN 3.7164 | ইউরোপীয় উপাধি |
