Mittlere und schwere Platte aus Titanlegierung Gr.5

Chinesischer Standard (GB/T, GJB,YS/T, HB)
GB/T 31298-2014: „Dickblech aus Titanlegierung Gr.5“, ein nationaler Standard für die Walzproduktion von mittleren und groben Blechen aus Titanlegierung Gr.5, der technische Anforderungen, Prüfmethoden, Inspektionsregeln usw. abdeckt.
GB/T 3621-2007/2022: „Titan- und Titanlegierungsplatten“ ist eine allgemeine Grundnorm für Titanlegierungsplatten.
GJB 2505A-2018: Spezifikation für Platten und Bänder aus Titan und Titanlegierungen für Luftfahrtanwendungen.
HB-Serie: Luftfahrtindustriestandards wie HB 5432-1989 „Titanium Alloy Forgings for Aviation“ enthalten detailliertere Anforderungen für Luftfahrtanwendungen.
Sonstiges: Enthält auch GB/T 34508-2017 für die additive Fertigung.

Amerikanische Standards (ASTM, AMS)
AMS 4911: Aerospace Materials Specification ist einer der weltweit am häufigsten verwendeten Standards für Gr.5-Titanlegierungsplatten mit strengen Vorschriften zur chemischen Zusammensetzung, mechanischen Eigenschaften, Wärmebehandlung, zerstörungsfreien Prüfungen usw.
ASTM B265: Standardspezifikation für Bänder, Bleche und Platten aus Titan und Titanlegierungen für industrielle Anwendungen.
AMS 4901: Ein wichtiger Standard im Luft- und Raumfahrtsektor, der strenge Anforderungen an die Verarbeitbarkeit, den Wärmebehandlungsprozess und die zerstörungsfreie Prüfung von Gr.5-Titanlegierungen erfordert.

Bereich Luft- und Raumfahrt:

1. Wichtige Strukturkomponenten von Flugzeugen: Zum Beispiel der Innenrahmen des Flugzeugkörpers, die Träger und Rippen innerhalb der Flügel, Verstärkungsrahmen, Führungen und die Stützbalken des Fahrwerks. Da diese Bereiche während des Fluges enormen Kräften und Stößen ausgesetzt sind, müssen sie aus relativ dicken Titanlegierungsplatten bestehen, um eine ausreichende Festigkeit und Stabilität zu gewährleisten. Beispielsweise sind in der Boeing 787 viele Teile aus dieser hochfesten Titanlegierung verbaut.

2. Komponenten von Flugzeugtriebwerken: Wie Lüfterscheiben, Kompressorscheiben und Schaufeln. Der ihn tragende Hauptträger muss extrem stark und stabil (hohe Steifigkeit) sein und wiederholtem Gebrauch standhalten (ermüdungsbeständig). Zu dünne Platten bieten nicht genügend „Robustheit“, neigen dazu, sich zu verbiegen oder zu verdrehen, und erfüllen nicht die Sicherheitsanforderungen. Nur ausreichend dicke Platten können gewährleisten, dass sie sich unter extremen Bedingungen nicht verbiegen oder brechen.

3. Drucktanks von Raketen: Ob zur Speicherung gewöhnlicher Gase oder Hochdrucktanks für super-kalte Flüssigkeiten wie flüssiger Sauerstoff, die Kernaufgabe besteht darin, Hochdruckflüssigkeiten sicher aufzubewahren. Die Dicke der Tankwände bestimmt direkt den Druck, dem sie standhalten können (physikalisch gilt: Je höher der Druck, desto dicker muss die Wand sein). Hochdrucktanks aus dünnen Platten erfüllen nicht die Sicherheitsanforderungen für den Berstdruck. Darüber hinaus bieten dicke Wände auch eine bessere Schlagfestigkeit und sind weniger anfällig für Schäden durch kleinere Stöße (bessere Schadenstoleranz).

Medizinischer Bereich:

1. Künstliche Gelenke: wie Hüft- und Kniegelenkschäfte, Femurköpfe usw. müssen das volle Gewicht des menschlichen Körpers und die Auswirkungen der Bewegung tragen.

2. Traumafixierung: Knochenplatten und Marknägel zur Behandlung von Frakturen langer Rückgratknochen wie Femur und Tibia.

3. Wirbelsäulenorthopädie: Verbindungsstangen und Pedikelschraubensysteme zur Wirbelsäulenversteifung und -fixierung.

4. Zahnimplantate: Der Hauptbestandteil der Herstellung von Zahnimplantaten.

Chemische Zusammensetzung: Mittlere und grobe Titanlegierung der Gr.5 ist eine Titan-Aluminium-Vanadiumlegierung (Ti-6Al-4V), eine typische + Duplexlegierung. Unter diesen ist Aluminium ein phasenstabilisierendes Element, das die Raumtemperatur- und Hochtemperaturfestigkeit der Legierung verbessert; Vanadium ist ein phasenstabilisierendes Element, das die Verarbeitungsplastizität und thermische Stabilität verbessert. Physikalische Eigenschaften: Dichte (ρ): ca. . 4.43-4.51 g/cm³, was etwa 60 % von Stahl entspricht, wodurch eine hervorragende Gewichtsreduzierung erreicht wird. Elastizitätsmodul (E): Ungefähr . 109-110 GPa, was etwa der Hälfte von Stahl entspricht. Poissonzahl (ν): Ungefähr 0,33-0,34. Wärmeausdehnungskoeffizient: etwa 8,6 × 10⁻⁶ / Grad (0-100 Grad). Wärmeleitfähigkeit: gering, nur 1/5 von Eisen und 1/10 von Aluminium, was zu einer konzentrierten Wärmeentwicklung beim Schneiden und einer schwierigen Verarbeitung führt. Betriebstemperatur: Die langfristige Betriebstemperatur kann 450 Grad und die kurzfristige 550 Grad erreichen. Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit (Rm) größer oder gleich 895 MPa; Nicht-proportionale Dehnungsfestigkeit (Rp0,2) Größer als oder gleich 830 MPa; Dehnung (A50 mm) Größer oder gleich 10 % nach dem Bruch. Spezifikationsbereich: Der Umfang mittlerer und schwerer Platten aus Titanlegierungen der Gr.5 ist normalerweise mehr als 4,75 mm (ca. 3/16 Zoll) dick, und die Obergrenze kann mehr als 100 mm erreichen. Walzprozess: Zu den Walzprozessparametern für mittlere und grobe Bleche aus Titanlegierungen der Gr.5 gehören die Anfangswalztemperatur, die Endwalztemperatur, die Gesamtdruckrate und die Durchgangsdruckrate. Das Walztemperaturfenster der ( ) Zwei{59}}-Phasenzone von Gr.5 ist schmal, und die Walztemperatur wird normalerweise im oberen Teil der ( ) Zwei--Phasenzone bei 50-100 Grad unter dem Phasenänderungspunkt (etwa 980–998 Grad), beispielsweise 920–960 Grad, ausgewählt. Die endgültige Walztemperatur sollte über der Rekristallisationstemperatur liegen, um eine Kaltverfestigung zu vermeiden, normalerweise nicht unter 750–800 Grad. Die gesamte Abwärtsdruckrate ist normalerweise groß (z. B. 80 % größer oder gleich), während die Abwärtsdruckrate in einem Durchgang präzise gesteuert werden muss (z. B. 10 %–15 %), um eine gleichmäßige Verformung sicherzustellen und einen übermäßigen Temperaturanstieg zu verhindern. Schmiedetechnik: Das Schmieden ist ein wichtiger Schritt bei der Herstellung von Halbzeugen wie Stäben und Schmiedestücken und dient auch der Verbesserung der inneren Struktur von Barren und der Vorbereitung für das anschließende Walzen. Parameter des Schmiedeprozesses wie Verformungstemperatur, Verformungsgeschwindigkeit und Verformungsmenge sind wichtig, um innere Fehler zu vermeiden und das Korn zu verfeinern. Wärmebehandlungsprozess: Die Wärmebehandlung ist ein entscheidendes Glied bei der Regulierung der Endeigenschaften von mittleren und groben Blechen aus Titanlegierungen der Gr.5. Glühen: Dies ist die am häufigsten verwendete Behandlungsmethode zur Beseitigung von Bearbeitungsspannungen, zur Stabilisierung des Gewebes und zur Verbesserung der plastischen Zähigkeit. Die Glühtemperatur liegt normalerweise zwischen 700 und 800 Grad. Lösung und Alterung: Das heißt, eine Abschreck- und Alterungsbehandlung, die die Festigkeit deutlich verbessern kann. Die Lösungsbehandlung wird bei hoher Temperatur in der ()- oder Zone durchgeführt, gefolgt von einer schnellen Abkühlung (z. B. Abschrecken mit Wasser) und einer anschließenden Alterungsbehandlung bei einer niedrigeren Temperatur, um einer diffundierten verstärkten Phase vorzubeugen. Spannungsarmglühen: Langfristige Wärmekonservierung bei niedrigeren Temperaturen (z. B. 650 Grad), hauptsächlich zur Beseitigung von Eigenspannungen und zur Verbesserung der Dimensionsstabilität.
Oberflächenbehandlung und andere Bearbeitung: Nach der Warmbearbeitung bildet sich auf der Oberfläche der Titanlegierungsplatte Gr.5 eine spröde und harte Oxidschicht (Schicht), die durch Sandstrahlen, Beizen oder maschinelle Bearbeitung (z. B. Fräsen) entfernt werden muss.

Produktverpackung:

Grundverpackung: Mittel- und Grobblech aus Titanlegierung Gr.5 befindet sich in einer feuchtigkeitsbeständigen Holzverpackungsbox, die innen mit stoßfestem Material gefüllt und außen beschriftet ist.
Maßgeschneiderte Dienstleistungen: Unterstützung maßgeschneiderter Verpackungslösungen entsprechend den Kundenbedürfnissen, wie z. B. spezielle Markierungen und Schutzverpackungen.
Hinweis: Die spezifischen Produktparameter und Verpackungsschemata müssen entsprechend der Beschaffung mit dem Lieferanten bestätigt werden.

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