Sirge Gr23 titaantraat kosmoserakenduste jaoks
Oct 23, 2025
Sirge Gr23 titaantraat: materjali kirjeldus
Klass 23 (Gr23) on Ti-6Al-4V sulami ekstra-madal-vaheversioon, mida tavaliselt nimetatakse Ti-6Al-4V ELI-ks. See on alfa+beeta titaani sulam, mida tarnitakse traadi, varda, toru, plaadi ja fooliumina. Traadi kujul toodetakse materjali nii spiraaltraadina kui ka sirgetraadina, kus traat sirgendatakse kontrollitud sirgjooneni, et seda saaks automaatselt ette anda, pikkuseks lõigata ja CNC- või robotseadmetel vormida. Gr23 ühendab endas suure tugevuse parema plastilisuse, purunemiskindluse ja väsimuskäitumisega kui tavaline Ti-6Al-4V, mistõttu on see valitud kosmosesõidukite kinnitusdetailide, vedrude, juhtkaablite ja instrumentide osade jaoks ning samaväärselt meditsiiniseadmete jaoks.
Titaanist ja titaanisulamitest traati ja valtstraadi tarnitakse reeglina ketaste või poolidena ning osa väljundist tarnitakse sirgete pikkustena. Sirge vorm on eelistatud juhul, kui järgmiseks toiminguks on automaatne lõikamine, suunamine või vormimine, kuna jääkkõverus võib muidu häirida etteande täpsust.
Mehaanilised omadused ja keemiline koostis
Gr23 traadi mehaanilised omadused on määratletud standardis ASTM B863, mis hõlmab titaani ja titaanisulamist traati. Tüüpilised nõuded on loetletud allpool.
| Kinnisvara | Nõue |
|---|---|
| Tõmbetugevus | minimaalselt 793 MPa |
| Tootmisjõud | minimaalselt 759 MPa |
| Pikendamine | 10% minimaalselt |
| Pindala vähendamine | 15% minimaalselt |
Keemilist koostist kontrollitakse allpool toodud piirides. Madal interstitsiaalne tase, eriti hapnik, lämmastik ja vesinik, eristavad ELI klassi standardsest Ti-6Al-4V-st ja annavad sellele suurema vastupidavuse.
| Element | Sisaldus, massiprotsent |
|---|---|
| Alumiinium (Al) | 5.5 - 6.5 |
| Vanaadium (V) | 3.5 - 4.5 |
| raud (Fe) | 0,20 maksimum |
| Süsinik (C) | maksimaalselt 0,08 |
| Lämmastik (N) | maksimaalselt 0,012 |
| Vesinik (H) | maksimaalselt 0,005 |
| Hapnik (O) | 0.03 - 0.11 |
| Muud elemendid, igaüks | 0,10 maksimum |
| Muud elemendid kokku | 0,40 maksimum |
Olekud, tolerantsid ja pakend
Tarneseisundid: külm-töödeldud olek (Y), kuum-töödeldud olek (R) ja lõõmutatud olek (M).
Läbimõõdu tolerants: pluss või miinus 0,03 mm kuni 0,05 mm, olenevalt läbimõõdust ja olekust.
Sirgus: juhitakse nii, et traati saaks toita automaatsed seadmed; sirged pikkused tarnitakse vastavalt tellimusele lõigatud.
Pind: hele, marineeritud või mehaaniliselt puhastatud, pragude, voltide, katlakivi ja kahjulike defektideta.
Pakend: kilekott, karp ja puidust kast, millele on kinnitatud rullid või sirged kimbud, et vältida veo ajal paindumist.
Titaantoodete vormid, standardid ja mõõtmed
Sirge traadi kõrval on sama materjalipere saadaval allpool loetletud vormidel. Standardid on tsiteeritud ASTM-i väljaantud kujul ja vajaduse korral vastava ASME spetsifikatsioonina.
| Toote vorm | Hinded | Standardne | Ühised mõõtmed |
|---|---|---|---|
| Õmblusteta toru ja toru | G. 1, 2, 3, 7, 9, 12, 16, 17 | ASTM B861 / ASME SB861 | OD 6 - 114 mm, sein 0.5 - 8.0 mm, pikkus kuni 15 m |
| Keevitatud toru | Gr. 1, 2, 9, 12 | ASTM B862 / ASME SB862 | OD 3 - 100 mm, sein 0.3 - 3.0 mm, pikkus kuni 15 m |
| Varras ja varras (ümmargune, kuuskant, kandiline) | G. 1 - 5, 7, 9, 12, 16, 17, 23 | ASTM B348 / ASME SB348 | Läbimõõt või laius 5 - 300 mm, pikkus 3 m või 4 m või pikkusega lõigatud |
| Traat ja varras | Gr. 1, 2, 4, 5; meditsiinilised klassid ASTM F67 ja ASTM F136 järgi | ASTM B348, ASTM F67, ASTM F136 | Traat 0.5 - 10 mm, varras 10 - 25 mm |
| Plaat | G. 1 - 5, 7, 9, 12, 16, 17, 23 | ASTM B265 / ASME SB265 | Paksus 4.76 - 100 mm, laius 600 - 2000 mm |
| Leht | Gr. 1 - 5, 7, 9, 12 | ASTM B265 / ASME SB265 | Paksus 0.1 - 4.75 mm, laius 600 - 1500 mm |
| Foolium ja riba | Gr. 1, 2 | ASTM B265 | Paksus 0.025 - 0.1 mm, laius 50 - 500 mm |
Klassid on toodud ASTM-i titaanistandardites kasutatavas ühtses nummerdamissüsteemis, seega kehtib sama klassi tähistus olenemata sellest, kas toode on traat, varras, plaat või toru, samas kui mehaaniliste omaduste nõuded on sätestatud seda tootevormi reguleerivas standardis.
Rakendused lennunduses ja meditsiinitehnikas
Lennundustehnika valdkonnas muudab Gr23 juhtme sobilikuks kinnitusdetailide, lukutraadi, vedrude, kaablikoostude ja instrumendikomponentide ning osade jaoks, mis töötavad laias temperatuurivahemikus. Selle vastupidavus oksüdatsioonile, hapetele, leelistele ja mereveele toetab kasutamist mereehitus- ja keemiaseadmetes. Meditsiinis võimaldab sulami biosobivus ja korrosioonikindlus kasutada seda implantaatide ja kirurgiliste instrumentide jaoks, kus see sobib kudedega ning aitab vähendada allergilisi ja äratõukereaktsioone. Kuna materjal pole-magnetiline ja madala soojusjuhtivusega, kasutatakse seda ka spetsiaalsete instrumentide osade jaoks.
KKK: sirge Gr23 titaantraat
K: Mis vahe on 23. klassi ja 5. klassi titaanil?
Mõlemad on Ti-6Al-4 V, kuid klass 23 on eriti madala vahekihiga versioon, seega hoitakse hapnikku, lämmastikku ja vesinikku madalamatel piiridel. See annab 23. klassile suurema plastilisuse ja purunemiskindluse veidi väiksema minimaalse tugevusega.
K: Milline standard hõlmab 23. klassi titaantraati?
ASTM B863 määrab titaani ja titaanisulamist traat, sealhulgas 23. klassi mehaanilised omadused. Keemia ja toote tolerantsid on kontrollitud sama standardi ja kehtiva ASTM-i tootespetsifikatsiooni järgi.
K: Milline läbimõõdu tolerants on sirge Gr23 traadi puhul normaalne?
Tüüpilised tolerantsid on pluss-miinus 0,03 mm kuni 0,05 mm, kusjuures täpne väärtus sõltub läbimõõdust, tarneseisundist ja tellimuse spetsifikatsioonist.
K: Mida tähendavad Y, R ja M olekud?
Y on külm{0}}töödeldud olek, R on kuum-töödeldud olek ja M on lõõmutatud olek. Lõõmutatud olek valitakse tavaliselt siis, kui järgmine toiming nõuab maksimaalset vormitavust.
K: Miks kasutatakse ELI klassi kosmose- ja meditsiiniosades?
Kuna vähendatud vahematerjalide sisaldus parandab vastupidavust ja väsimust, mis on{0}}kriitiliste kinnitusdetailide ja implantaatide jaoks oluline, ning sulam on bioloogiliselt ühilduv ja kehavedelike suhtes vastupidav.
K: Kuidas on titaantraat saatmiseks pakitud?
Rullid või sirged pikkused pakitakse kilekottidesse, seejärel pappkarpidesse ja puitkastidesse koos toega, et traat transportimisel ja ladustamisel ei painduks ega kriimustaks.
