No mundo das ligas de titânio, o titânio de grau 5 tem sido um velho amigo, dominando as aplicações aeroespaciais, automotivas, médicas, petrolíferas e de gás. No entanto, para certas aplicações de produção de precisão econômicas, as ligas de titânio de grau 5 nem sempre são a melhor opção de liga de titânio. Enquanto as ligas de grau 5 e 9 são 90% idênticas em composição, existem diferenças significativas entre elas ao considerar os custos de produção, mão -de -obra e fabricação.
Neste artigo, examinaremos mais de perto os cenários de propriedades e de uso do titânio de grau 5 e 9 anos, para que você possa fazer a escolha mais informada para o seu aplicativo específico!
Comparando as características de titânio 9 de grau 9 vs. grau 5 de grau 5
O titânio de grau 5 e 9 são ligas de titânio. Eles têm uma composição média de liga de até 95%. Existem 31 valores de propriedades materiais para ambos os materiais. Vamos comparar as características dos dois em detalhes.
O que é titânio de grau 5?
O titânio de grau 5 (Ti-6Al-4V) é a liga de titânio mais comum e versátil. Ti-6al4V É significativamente mais forte que outros titânio comercialmente puro, mantendo boa rigidez e propriedades térmicas (excluindo a condutividade térmica). Este é um titânio de alta resistência e pertence ao grau de titânio alfa-beta. Consiste em 6% de alumínio e 4% de vanádio. É caracterizada por baixa densidade, alta resistência e alta resistência à corrosão. Esse tipo de titânio é usado em componentes de aeronaves, estruturas de naves espaciais e contribui para a eficiência de combustível em aplicações aeroespaciais devido ao seu peso leve. Também é usado em implantes médicos, aplicações marítimas e fabricação de equipamentos esportivos devido à sua baixa reatividade ao corpo humano. O padrão comum para esse tipo de barra de liga de titânio e tarugo é o ASTM B348, enquanto para formas forjadas dessa nota para aplicações de implantes cirúrgicos, o padrão ASTM F136 é usado.
O titânio de grau 5 é um excelente material e é adequado para aplicações muito exigentes. É necessário corte ou trituração fina do titânio de grau 5 para atingir a espessura necessária, e seu uso em aplicações de pequeno bitola é severamente limitado.
Como o titânio de grau 5 não pode ser formado a frio, ele não pode ser carimbado ou desenhado com a mesma eficiência que o titânio de grau 9. É mais frequentemente usado quando a moldagem não é necessária, porque existem melhores opções em ligas de titânio moldáveis.
Que tal características de titânio da 9ª série?
A liga de titânio de grau 9 consiste em 2,5% de vanádio e 3% de alumínio e pertence à categoria de liga alfa-beta. Este material de titânio oferece uma combinação bem equilibrada de propriedades entre soldabilidade, força e resistência à corrosão. Esse tipo de titânio é usado em processos químicos, aplicações aeroespaciais, equipamentos esportivos e dispositivos biomédicos. O padrão ASTM B265 é usado para formas de placa, folha e tira. O ASTM B348 é usado para tarugos e bares.
As ligas de titânio de grau 9 (referidas como ligas de titânio Ti 3-2.5) podem ser roladas para tamanhos menores e, portanto, são mais adequadas para uma ampla gama de componentes do que as ligas de titânio grau 5. As ligas de titânio de grau 9 têm excelente resistência à corrosão e podem ser usadas a temperaturas mais altas do que as ligas de titânio comercialmente puras nas séries 1 a 4. As ligas de titânio grau 9 são tratáveis térmicas, têm boa soldabilidade, são muito menos difíceis de formar que as ligas de titânio de grau 5 e podem ser endurecidas pelo trabalho de frio e endurecimento da idade. Eles podem ser endurecidos pelo trabalho frio e pelo endurecimento da idade. Algumas aplicações comuns incluem:
l marca -martelo médico
l raquetes de tênis
L tubulação hidráulica
l favo de mel
l eixos de clube de golfe
l abaixo
Aplicações de titânio grau 5
O titânio grau 5, também conhecido como Ti-6Al-4V, é uma liga altamente versátil e resistente à corrosão amplamente empregada em várias indústrias. Possui uma relação de força / peso excepcional, tornando-o ideal para aplicações aeroespaciais, como componentes de aeronaves, onde materiais leves, porém duráveis, são fundamentais. Na indústria automotiva, o titânio de grau 5 encontra uso em peças do motor e sistemas de escape. Os dispositivos médicos, incluindo implantes, também utilizam sua biocompatibilidade e características de alto desempenho. Além disso, prevalece em engenharia marítima para estruturas de navios e plataformas offshore devido à sua resistência à água do mar. Por fim, os setores de equipamentos aeroespaciais, de defesa e esportes alavancam todos os titânio de grau 5 por suas propriedades mecânicas superiores e durabilidade.
Como o Ti6al4V G5 é usado na impressão 3D?
A liga de titânio Ti64-G5 possui um módulo de elasticidade que é aproximadamente 50% menor que o aço e uma condutividade térmica 80% menor, dificultando a máquina de ligas de titânio usando métodos de fabricação convencionais. Como resultado, há um aumento no desgaste das ferramentas de fabricação e a integridade mais pobre da superfície usinada das peças, sem mencionar as reações químicas que podem ocorrer entre vários materiais de ferramentas de corte e ligas de titânio.
É por isso que a fabricação aditiva de titânio (AM) é uma solução confiável e confiável que contorna esses desafios e minimiza as etapas subtrativas da fabricação tradicional. Além disso, o AM permite o design de geometrias complexas e reduz o desperdício de material.
Tudo começa com a liga Ti6al4v em forma de pó. Isso pode ser alcançado por atomização de gás ou atomização plasmática. Ambos os métodos produzem partículas esféricas de Ti6al4V que podem ser usadas para impressão 3D. Mas é importante saber qual método usar porque determina o tamanho e as propriedades das partículas do pó e, finalmente, as propriedades da parte impressa.
Como o Ti6al4V G5 é usado na impressão 3D?
TI6AL4V Grau 5, uma liga de titânio versátil, pode ser fabricada usando várias técnicas de fabricação aditiva (AM), como deposição de energia direcionada (DED), fusão a laser seletiva (SLM), fabricação em camadas (LMD) e fusão por feixe de elétrons (EBM). Tanto o SLM quanto o DED, classificados sob processos de fusão de leito de pó (PBF), empregam lasers de alta energia para fundir os pós de metal em estruturas 3D complexas. Esses métodos oferecem uma atmosfera inerte que protege contra a oxidação, um problema comum com o titânio devido à sua afinidade pelo oxigênio. No entanto, o PBF geralmente é limitado em tamanho parcial, tornando-o ideal para componentes em pequena escala, como peças de reposição ou implantes médicos. As partículas de pó fino (<40 µm) são cruciais, mas aumentam os custos de fabricação, e o pó não utilizado não é recuperável para futuras impressões.
O LMD, por outro lado, se destaca na produção de peças maiores, principalmente para reparos, revestimentos de superfície ou adicionando novos recursos. Emprega uma fonte de laser que funde pós de metal em um substrato por fusão, com fluxo de gás inerte ajudando a minimizar a oxidação. Apesar disso, os desafios surgem do gerenciamento do calor e das restrições geométricas, necessitando de manuseio cuidadoso.
O EBM, uma variante do SLM, utiliza vigas de elétrons em vez de lasers para fusão. O feixe, guiado por campos magnéticos, oferece uma velocidade de fabricação mais rápida em comparação com o SLM, embora ao custo de precisão e qualidade final do produto. Em resumo, cada técnica AM traz vantagens e limitações únicas quando aplicado ao TI6AL4V Grau 5, atendendo a diferentes requisitos de aplicação.
Para que é o titânio de grau 9 usado?
O titânio grau 9, às vezes referido como Ti 3al-2.5V, é feito de titânio com alumínio a 3% e 2,5% de vanádio. A força do titânio grau 9 cai entre a do grau 4 e 5, mas é mais formável e soldável. Ele também pesa 60% menos que o aço e possui boas propriedades de laminação a frio.
As ligas de titânio de grau 9 (comumente chamadas de Ti-3-2.5) possuem versatilidade aprimorada devido à sua capacidade de ser enrolada em dimensões mais finas, tornando-as uma escolha preferida em relação ao titânio de grau 5 para uma ampla variedade de componentes e peças. Com resistência excepcional à corrosão, eles podem suportar temperaturas elevadas em comparação com os graus comerciais padrão 1-4.
Graças à laminação e formabilidade a frio, a Ti-3-2.5 encontra seu nicho em aplicações de alta precisão nas indústrias aeroespacial, marinho, automotivo e de saúde. Ao contrário das notas 6-4, essa nota permite alongar, estampagem e se formar até uma ultrafina 0,001 polegadas ou 0,025 milímetros, permitindo a fabricação complexa. O material é tratável termicamente e soldável e oferece um processo de formação mais gerenciável do que o grau 5 mais difícil de máquina, o que normalmente requer endurecimento por envelhecimento.
Algumas aplicações comuns incluem:
● raquetes de tênis
● Pacemandos médicos
● Tubos ondulados
● Mangueiras de óleo hidráulico
● eixos de taco de golfe
Custos elevados com titânio de grau 5 6Al-4V
O titânio de grau 5 tem um desempenho um pouco melhor no corte e no alongamento, mas é mais adequado para fabricar peças sofisticadas, como implantes médicos, porque suas propriedades estão próximas do osso humano. Também é comumente usado para peças de bicicleta de alta resistência e prendedores que podem funcionar em ambientes agressivos.
No entanto, o titânio de grau 5 tem uma leve desvantagem: ele não pode ser dobrado em forma tão facilmente quanto a 9ª série, portanto, se você precisar de muito estampamento ou alongamento, o grau 9 pode ser uma escolha melhor. No entanto, o titânio de grau 5 ainda pode ser aquecido para alterar sua forma, mas o processo é mais complicado do que diretamente usando bobinas.
O titânio de grau 5 é caro porque sua produção é muito sofisticada e requer o uso da tecnologia de fusão de vácuo cara, o que aumenta o custo. Além disso, para obter uma espessura específica, pode ser necessário um corte ou moagem fina, o que limita seu escopo de uso, especialmente para produtos de tamanho pequeno. Esse bom tratamento também leva a resíduos que não podem mais ser derretidos, desperdiçando muitos recursos.
No geral, o titânio de grau 5 é uma opção de alta qualidade, especialmente adequada para as áreas onde o desempenho é muito exigente, mas o preço e o processo de fabricação o tornam menos comum na produção em massa.
Soluções de fabricação com titânio de grau 9 3Al-2.5V
O titânio de grau 9, este metal incrível chamado Ti 3al-2.5V, pode substituir algumas ligas comuns e é super fácil de usar. É tão fácil de processar quanto brincar com os blocos de construção e é particularmente adequado para empregos que exigem precisão muito alta, como fabricar peças de aeronaves ou equipamentos médicos. Outra vantagem desse metal é que ele não precisa ser armazenado em grandes quantidades com antecedência como outros metais, porque você pode pedir a qualquer momento, e a entrega é rápida, economizando muitos custos de armazém.
O poder do Ti 3al-2.5V é que ele pode ser transformado em fios super finos, folhas de papel e ainda mais adequadas para partes menores do que nossas ligas de titânio de grau 5 comumente usadas. Além disso, é muito resistente à corrosão e pode trabalhar em temperaturas mais altas. Também pode ser dobrado, achatado ou transformado em várias formas, assim como brincar com massa boba. Além disso, torna -se mais forte após o tratamento do tratamento, e é fácil soldar, não é tão difícil de lidar como as ligas de titânio de grau 5. No geral, o Ti 3al-2.5V é ideal para fabricação e engenharia de precisão, porque é fácil de usar e econômico.
Conclusão
Se você acha que o titânio da 9ª série pode ser o metal de escolha para o seu aplicativo, certamente encontrará o que precisa no titânio duradouro.
Nossa equipe tem as habilidades e a experiência para cortar metais para dimensões exatas e oferece uma ampla gama de ligas e graus de produtos de titânio. Se você tiver alguma dúvida, não hesite em entrar em contato conosco, teremos o maior prazer em fornecer um serviço de qualidade profissional.
