TC4 और TC4 ELI निम्न-अंतरालीय टाइटेनियम: संरचना, कठोरता और क्रायोजेनिक उपयोग

एक मिश्रधातु, दो अंतरालीय छतें

TC4 ELI कोई भिन्न मिश्रधातु प्रणाली नहीं है। यह Ti{6}}6Al-4V है जिसमें अंतरालीय तत्वों को सख्त सीमा तक रखा जाता है: ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, लोहा और हाइड्रोजन कम हो जाते हैं, और कार्बन को समान स्तर पर नियंत्रित किया जाता है। एल्यूमीनियम और वैनेडियम बैंड जहां हैं वहीं बने रहते हैं। वह एकल परिवर्तन ही एक सामान्य प्रयोजन संरचनात्मक मिश्र धातु को क्रायोजेनिक सेवा और सर्जिकल प्रत्यारोपण के लिए उपयुक्त सामग्री में बदल देता है।

व्यापार सीधा है. कम अंतरालीय सामग्री का मतलब है कम ताकत और स्पष्ट रूप से बेहतर क्रूरता और लचीलापन। जो खरीदार ऐसे हिस्से के लिए ईएलआई ऑर्डर करते हैं, जिसमें कठोरता की आवश्यकता नहीं है, वे बिना कुछ लिए प्रीमियम का भुगतान कर रहे हैं; जो खरीदार तरल हाइड्रोजन टैंक या ऊरु तने के लिए मानक TC4 ऑर्डर करते हैं, वे ऐसा जोखिम उठा रहे हैं जिसे कवर करने के लिए अंतरालीय सामग्री को कभी डिज़ाइन नहीं किया गया था।

रसायन शास्त्र तुलना

ऑक्सीजन सबसे ज्यादा काम करती है. यह एक अल्फा स्टेबलाइज़र और एक मजबूत ठोस समाधान मजबूत करने वाला है, इसलिए प्रत्येक अतिरिक्त 0.01% उपज शक्ति बढ़ाता है और फ्रैक्चर कठोरता को कम करता है। यही कारण है कि 0.18% ऑक्सीजन पर एक मानक टीसी4 ताप 0.10% पर ईएलआई ताप से अधिक मजबूत हो सकता है और साथ ही बहुत कम क्षति सहनशील हो सकता है।

इम्प्लांट और एयरोस्पेस विशिष्टताओं के तहत स्वीकृति मूल्य

एएसटीएम एफ136 सर्जिकल इम्प्लांट अनुप्रयोगों के लिए गढ़ा टीआई-6एएल-4वी ईएलआई को कवर करता है और उन यांत्रिक फर्शों को सेट करता है जिनके खिलाफ इम्प्लांट निर्माता प्रमाणित करते हैं: 860 एमपीए न्यूनतम तन्यता ताकत, 795 एमपीए न्यूनतम उपज ताकत, 10% न्यूनतम बढ़ाव और एनील्ड स्थिति में क्षेत्र में 25% न्यूनतम कमी। आईएसओ 5832-3 सर्जिकल प्रत्यारोपण के लिए समान स्वीकृति संरचना के साथ समान गढ़ा मिश्र धातु को कवर करता है। एयरोस्पेस पक्ष पर, ईएलआई ग्रेड बार और बिलेट के लिए एएसटीएम बी348 में और फ्लैट उत्पाद के लिए एएसटीएम बी265 में दिखाई देता है, प्रत्येक मामले में रसायन विज्ञान तालिका में सख्त अंतरालीय छत के साथ।

895 एमपीए न्यूनतम तन्यता और 828 एमपीए न्यूनतम उपज पर मानक ग्रेड की तुलना में, ईएलआई फर्श कम हैं। यह जानबूझकर किया गया है: ग्रेड का चयन कठोरता और विश्वसनीयता के लिए किया जाता है, न कि प्रमाणपत्र पर उच्चतम नंबर के लिए।

क्रायोजेनिक सेवा में कठोरता क्यों मायने रखती है?

मानक TC4 कम तापमान पर प्रयोग करने योग्य रहता है, लेकिन इसकी अंतरालीय सामग्री यह सीमित करती है कि कठोरता का मार्जिन कितनी दूर तक फैला हुआ है। ईएलआई ग्रेड अल्फा चरण संरचना को अधिक समान रखता है और तापमान गिरने पर भंगुर व्यवहार की प्रवृत्ति को कम करता है, जो इसे क्रायोजेनिक इंजीनियरिंग, तरल गैस हैंडलिंग और संरचनाओं में उपयोग करने की अनुमति देता है जो कम तापमान को गतिशील भार के साथ जोड़ते हैं।

यह तंत्र फ़ेरिटिक स्टील में नमनीय {{0} से {{1} भंगुर संक्रमण के समान नहीं है। टाइटेनियम एक हेक्सागोनल संरचना को बरकरार रखता है और कांच को भंगुर नहीं बनाता है, लेकिन कम अंतरालीय सामग्री प्लास्टिक विरूपण क्षमता को संरक्षित करती है जो संरचना को दरार के बजाय तनाव एकाग्रता के आसपास तनाव को पुनर्वितरित करने देती है।

चिकित्सा एवं शल्य चिकित्सा उपयोग

कम अंतरालीय सामग्री भी प्रत्यारोपण अनुप्रयोगों के लिए प्रवेश टिकट है। बेहतर जैव अनुकूलता, स्टेनलेस स्टील और कोबाल्ट क्रोमियम मिश्र धातु के सापेक्ष कम लोचदार मापांक, कम घनत्व, संक्षारण प्रतिरोध, गैर विषाक्तता, उच्च उपज शक्ति और लंबी थकान जीवन ग्रेड को भार वहन करने वाले प्रत्यारोपण घटकों के लिए एक मानक विकल्प बनाते हैं। इस ग्रेड में मेडिकल फ्लैट उत्पाद का उपयोग कपाल की हड्डी की मरम्मत और हड्डी ग्राफ्टिंग के लिए किया जाता है, जहां ताकत, थकान जीवन और प्लास्टिसिटी की आवश्यकताएं सामान्य औद्योगिक कार्यों की तुलना में अधिक सख्त होती हैं।

इम्प्लांट निर्माता एएसटीएम एफ136 या आईएसओ 5832-3 को खरीदते हैं और आमतौर पर अल्ट्रासोनिक परीक्षण, पूरी तरह से पता लगाने योग्य पिघल इतिहास और अल्फा केस से मुक्ति की आवश्यकता होती है, क्योंकि एक कठोर, ऑक्सीजन युक्त सतह परत एक थकान शुरुआत स्थल और बाद में लागू सतह उपचार के लिए एक खराब सब्सट्रेट दोनों है।

दोनों के बीच चयन करना

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों

Q:ईएलआई वास्तव में क्या दर्शाता है?
ए: अतिरिक्त निम्न अंतरालीय। यह केवल रसायन विज्ञान नियंत्रण को संदर्भित करता है। मिश्र धातु प्रणाली, एल्यूमीनियम और वैनेडियम बैंड और क्रिस्टल संरचना मानक ग्रेड के समान हैं।

Q:क्या TC4 ELI मानक TC4 से अधिक मजबूत है?
उत्तर: नहीं। न्यूनतम स्वीकृति मान कम हैं क्योंकि अंतरालीय सामग्री कम हो गई है। लाभ कम तापमान पर कठोरता, लचीलापन और विश्वसनीयता है, ताकत नहीं।

Q:निम्न {{0}अंतरालीय ग्रेड में ऑक्सीजन इतनी मजबूती से सीमित क्यों है?
उत्तर: ऑक्सीजन अल्फा चरण को मजबूत करती है और कठोरता को कम करते हुए बीटा ट्रांसस को बढ़ाती है। इसे 0.13% पर सीमित करने से वह प्लास्टिक विरूपण क्षमता सुरक्षित रहती है जिसके लिए ग्रेड खरीदा जाता है।

Q:क्या दोनों ग्रेडों को एक दूसरे से वेल्ड किया जा सकता है?
ए: हां, और वेल्ड धातुकर्म की दृष्टि से मजबूत है, लेकिन जोड़ भराव और कमजोर पड़ने वाले क्षेत्र की अंतरालीय सामग्री को लेता है। क्रायोजेनिक या इम्प्लांट भाग पर वेल्डिंग प्रक्रिया सामान्यतः मिलान कम अंतरालीय भराव के साथ योग्य होती है और तदनुसार परीक्षण किया जाता है।

Q:मेडिकल फ्लैट उत्पाद पर कौन से विनिर्देश लागू होते हैं?
उत्तर: ASTM F136 सर्जिकल प्रत्यारोपण के लिए गढ़ा Ti-6Al-4V ELI को कवर करता है और ISO 5832-3 समान मिश्र धातु परिवार को कवर करता है। रसायन विज्ञान, यांत्रिक मूल्य, अल्ट्रासोनिक परीक्षा और अल्फा केस से मुक्ति व्यावहारिक स्वीकृति बिंदु हैं।

Q:डिलीवरी पर ग्रेड का सत्यापन कैसे किया जाता है?
ए: वितरित प्रपत्र के एक नमूना प्रतिनिधि से ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और हाइड्रोजन सहित प्रमाणित रसायन विज्ञान द्वारा, तन्य परिणामों के साथ और, चिकित्सा और एयरोस्पेस आदेशों के लिए, अल्ट्रासोनिक परीक्षा। अंतरालीय गैसें जाँच करने वाली पहली वस्तुएँ हैं।