COMPARACIÓN DE TITANIO DE GRADO 9 VS GRADO 5: Cómo elegir la aleación de titanio correcta

Vistas: 0     Autor: El editor de sitios Publicar Tiempo: 2024-08-27 Origen: Sitio

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COMPARACIÓN DE TITANIO DE GRADO 9 VS GRADO 5: Cómo elegir la aleación de titanio correcta

En el mundo de las aleaciones de titanio, el titanio de grado 5 ha sido un viejo amigo, dominando aplicaciones aeroespaciales, automotrices, médicas, de petróleo y gas. Sin embargo, para ciertas aplicaciones rentables de producción de precisión, las aleaciones de titanio de grado 5 no siempre son la mejor opción de aleación de titanio. Si bien las aleaciones de grado 5 y grado 9 son 90% en composición idéntica, existen diferencias significativas entre ellas al considerar los costos de producción, mano de obra y fabricación.

En este artículo, analizaremos más de cerca las propiedades y los escenarios de uso de titanio de grado 5 y grado 9 para que pueda tomar la opción más informada para su aplicación específica.

Comparación de características de titanio de titanio de grado 9 vs. grado 5

El titanio de grado 5 y grado 9 son aleaciones de titanio. Tienen una composición de aleación promedio de hasta el 95%. Hay 31 valores de propiedad de materiales para ambos materiales. Comparemos las características de los dos en detalle.

¿Qué es el titanio de grado 5?

El titanio de grado 5 (TI-6Al-4V) es la aleación de titanio más común y versátil. TI-6Al4V Es significativamente más fuerte que otro titanio comercialmente puro, al tiempo que retiene una buena rigidez y propiedades térmicas (excluyendo la conductividad térmica). Este es un titanio de alta resistencia y pertenece al grado de material de titanio alfa-beta. Consiste en 6% de aluminio y 4% de vanadio. Se caracteriza por baja densidad, alta resistencia y alta resistencia a la corrosión. Este tipo de titanio se usa en componentes de aeronaves, estructuras de naves espaciales y contribuye a la eficiencia de combustible en aplicaciones aeroespaciales debido a su peso ligero. También se utiliza en implantes médicos, aplicaciones marinas y fabricación de equipos deportivos debido a su baja reactividad al cuerpo humano. El estándar común para este tipo de barra de aleación de titanio y palanquilla es ASTM B348, mientras que para las formas forjadas de este grado para aplicaciones de implantes quirúrgicos, se utiliza el estándar ASTM F136.

El titanio de grado 5 es un excelente material y muy adecuado para aplicaciones muy exigentes. El corte fino o la molienda del titanio de grado 5 es necesario para lograr el grosor requerido, y su uso en aplicaciones de calibre pequeño es severamente limitado.

Debido a que el titanio de grado 5 no se puede formar en frío, no se puede estampar o dibujar tan eficientemente como el titanio de grado 9. Se usa con mayor frecuencia cuando no se requiere moldura porque hay mejores opciones en aleaciones de titanio moldeables.

¿Qué hay de las características de titanio de grado 9?

La aleación de titanio de grado 9 consta de 2.5% de vanadio y 3% de aluminio y pertenece a la categoría de aleación alfa-beta. Este material de titanio ofrece una combinación bien equilibrada de propiedades entre soldabilidad, resistencia y resistencia a la corrosión. Este tipo de titanio se utiliza en procesos químicos, aplicaciones aeroespaciales, equipos deportivos y dispositivos biomédicos. El estándar ASTM B265 se usa para formas de placa, lámina y tiras. ASTM B348 se usa para billets y bares.

Las aleaciones de titanio de grado 9 (denominadas aleaciones de titanio TI 3-2.5) se pueden rodar a tamaños más pequeños y, por lo tanto, son más adecuados para una gama más amplia de componentes que las aleaciones de titanio de grado 5. Las aleaciones de titanio de grado 9 tienen una excelente resistencia a la corrosión y pueden usarse a temperaturas más altas que las aleaciones de titanio comercialmente puras en los grados 1 a 4. Las aleaciones de titanio de grado 9 son tratables térmicamente, tienen una buena soldabilidad, son mucho menos difíciles de formar que las aleaciones de titanio de grado 5, y pueden endurecerse mediante el trabajo en frío y la endurecimiento por la edad. Pueden ser endurecidos por el trabajo en frío y el endurecimiento de la edad. Algunas aplicaciones comunes incluyen:

l Pacema de marcapasos

l raquetas de tenis

L Tubo hidráulico

L Honeycomb

L.

l bellow

Titanio de grado 5

Aplicaciones de titanio de grado 5

Titanium Grado 5, también conocido como Ti-6Al-4V, es una aleación altamente versátil y resistente a la corrosión ampliamente empleada en varias industrias. Cuenta con una relación de resistencia / peso excepcional, lo que la hace ideal para aplicaciones aeroespaciales, como componentes de aeronaves, donde los materiales livianos pero duraderos son primordiales. En la industria automotriz, el titanio de grado 5 encuentra el uso en piezas del motor y sistemas de escape. Los dispositivos médicos, incluidos los implantes, también utilizan su biocompatibilidad y características de alto rendimiento. Además, prevalece en la ingeniería marina para estructuras de barcos y plataformas en alta mar debido a su resistencia al agua de mar. Por último, los sectores de equipos aeroespaciales, de defensa y deportivos aprovechan el titanio de grado 5 por sus propiedades mecánicas superiores y su durabilidad.

¿Cómo se usa Ti6al4v G5 en la impresión 3D?

La aleación de titanio TI64-G5 tiene un módulo de elasticidad que es aproximadamente un 50% más baja que el acero y una conductividad térmica que es 80% más baja, lo que hace que las aleaciones de titanio sean difíciles de mecanizar utilizando métodos de fabricación convencionales. Como resultado, hay un mayor desgaste en las herramientas de fabricación e integridad de las piezas de la superficie mecanizada más pobre, sin mencionar las reacciones químicas que pueden ocurrir entre varios materiales de herramientas de corte y aleaciones de titanio.

Esta es la razón por la cual la fabricación aditiva de titanio (AM) es una solución confiable y confiable que elude tales desafíos y minimiza los pasos sustractivos de la fabricación tradicional. Además, AM permite el diseño de geometrías complejas y reduce los desechos del material.

Todo comienza con la aleación de Ti6al4v en forma de polvo. Esto se puede lograr mediante atomización de gas o atomización en plasma. Ambos métodos producen partículas esféricas de Ti6al4v que pueden usarse para la impresión 3D. Pero es importante saber qué método usar porque determina el tamaño de partícula y las propiedades del polvo y, en última instancia, las propiedades de la parte impresa.

¿Cómo se usa Ti6al4v G5 en la impresión 3D?

TI6AL4V Grado 5, una aleación de titanio versátil, se puede fabricar utilizando varias técnicas de fabricación aditiva (AM), como deposición de energía dirigida (DED), fusión láser selectiva (SLM), fabricación en capas (LMD) y fusión de haz de electrones (EBM). Tanto SLM como DED, clasificados bajo procesos de fusión del lecho de polvo (PBF), emplean láseres de alta energía para fusionar polvos de metal en intrincadas estructuras 3D. Estos métodos ofrecen una atmósfera inerte que salvaguardan contra la oxidación, un problema común con el titanio debido a su afinidad por el oxígeno. Sin embargo, PBF generalmente es limitado en tamaño parcial, lo que lo hace ideal para componentes a pequeña escala como repuestos o implantes médicos. Las partículas de polvo fino (<40 µm) son cruciales pero aumentan los costos de fabricación, y el polvo no utilizado no es recuperable para futuras impresiones.

LMD, por otro lado, se destaca en la producción de piezas más grandes, particularmente para reparaciones, recubrimientos superficiales o agregando nuevas características. Emplea una fuente láser que fusiona los polvos de metal en un sustrato al derretirse, con un flujo de gas inerte que ayuda a minimizar la oxidación. A pesar de esto, los desafíos surgen de la gestión del calor y las limitaciones geométricas, lo que requiere un manejo cuidadoso.

EBM, una variante de SLM, utiliza vigas de electrones en lugar de láseres para derretirse. El haz, guiado por campos magnéticos, ofrece una velocidad de fabricación más rápida en comparación con SLM, aunque a costa de precisión y calidad final del producto. En resumen, cada técnica AM brinda ventajas y limitaciones únicas cuando se aplica a TI6AL4V Grado 5, atendiendo a diferentes requisitos de aplicación.

¿Para qué se usa el titanio de grado 9?

Titanium Grado 9, a veces denominado Ti 3al-2.5V, está hecho de titanio con 3% de aluminio y 2.5% de vanadio. La fuerza del titanio de grado 9 cae entre la de Grado 4 y 5, pero es más formable y soldable. También pesa un 60% menos que el acero y tiene buenas propiedades de rodamiento en frío.

Las aleaciones de titanio de grado 9 (comúnmente llamadas TI-3-2.5) cuentan con una mayor versatilidad debido a su capacidad de ser enrolladas en dimensiones más delgadas, lo que las convierte en una opción preferida sobre el titanio de grado 5 para una amplia gama de componentes y partes. Con una resistencia de corrosión excepcional, pueden soportar temperaturas elevadas en comparación con los grados comerciales estándar 1-4.

Gracias a la rodadura fría y la formabilidad, TI-3-2.5 encuentra su nicho en aplicaciones de alta precisión en las industrias aeroespaciales, marinas, automotrices y de atención médica. A diferencia de los grados 6-4, esta calificación permite estirarse, estampar y formar una ultrafina 0.001 pulgadas o 0.025 milímetros, lo que permite una fabricación intrincada. El material es térmicamente tratable y soldable, y ofrece un proceso de formación más manejable que el grado 5 más difícil de la máquina, que generalmente requiere endurecimiento.

Algunas aplicaciones comunes incluyen:

● Raquetas de tenis

● Pacema de marcapasos

● Tubo corrugado

● Mangueras de aceite hidráulico

● Los ejes del club de golf

Titanio de grado 9

Costos elevados con titanio de grado 5 6al-4V

El titanio de grado 5 funciona ligeramente mejor en el corte y el estiramiento, pero es más adecuado para hacer piezas sofisticadas, como los implantes médicos, porque sus propiedades están cerca del hueso humano. También se usa comúnmente para piezas de bicicleta y sujetadores de alta resistencia que pueden funcionar en entornos hostiles.

Sin embargo, el titanio de grado 5 tiene un ligero inconveniente: no se puede doblar tan fácilmente como el grado 9, por lo que si necesita mucho estampado o estiramiento, el grado 9 puede ser una mejor opción. Sin embargo, el titanio de grado 5 todavía se puede calentar para cambiar su forma, pero el proceso es más complicado que directamente usando bobinas.

El titanio de grado 5 es costoso porque su producción es muy sofisticada y requiere el uso de una costosa tecnología de fusión de vacío, lo que aumenta el costo. Además, para lograr un grosor específico, se requiere un corte fino o una molienda, lo que limita su alcance de uso, especialmente para productos de tamaño pequeño. Este buen tratamiento también conduce a materiales de desecho que ya no pueden derretirse, desperdiciando muchos recursos.

En general, el titanio de grado 5 es una opción de alta calidad, especialmente adecuada para aquellas áreas donde el rendimiento es muy exigente, pero el precio y el proceso de fabricación lo hacen menos común en la producción en masa.

Soluciones de fabricación con titanio de grado 9 3al-2.5V

El titanio de grado 9, este impresionante metal llamado Ti 3al-2.5V, puede reemplazar algunas aleaciones comunes y es muy fácil de usar. Es tan fácil de procesar como jugar con bloques de construcción y es particularmente adecuado para trabajos que requieren una precisión muy alta, como hacer piezas de aeronaves o equipos médicos. Otra ventaja de este metal es que no necesita almacenarse en grandes cantidades por adelantado, como otros metales, porque puede ordenar en cualquier momento, y la entrega es rápida, ahorrando muchos costos de almacén.

La potencia de Ti 3al-2.5V es que se puede hacer en hilos súper delgados, hojas de papel y aún más adecuados para partes más pequeñas que nuestras aleaciones de titanio de grado 5 de uso común. Además, es muy resistente a la corrosión y puede funcionar a temperaturas más altas. También puede doblarse, aplanarse o convertirse en varias formas, al igual que jugar con una masilla tonta. Además, se vuelve más fuerte después del tratamiento con calefacción, y es fácil de soldar, no tan difícil de manejar como las aleaciones de titanio de grado 5. En general, el TI 3AL-2.5V es ideal para la fabricación e ingeniería de precisión porque es fácil de usar y económico.

Conclusión

Si cree que el titanio de grado 9 podría ser el metal de elección para su aplicación, seguramente encontrará lo que necesita en el titanio duradero.

Nuestro equipo tiene las habilidades y la experiencia para reducir los metales a las dimensiones exactas y ofrece una amplia gama de aleaciones y calificaciones de productos de titanio. Si tiene alguna pregunta, no dude en contactarnos, estaremos encantados de brindarle un servicio de calidad profesional.

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