قضبان التيتانيوم المطروقة من الدرجة 5 (Ti-6Al-4V، UNS R56400) وفقًا لمعياري ASTM B381 و AMS 4928، مصنعة لتطبيقات الفضاء والطيران والطب والنفط والغاز والتطبيقات الصناعية عالية الأداء. تتضمن كل دفعة شهادة اختبار المصنع EN 10204 3.1.
اتصل بنا للحصول على عرض الأسعار ومعلومات حول مدة التسليم الحالية.
يعتبر قضيب التيتانيوم المطروق من الدرجة 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) المنتج الأكثر تحديدًا من سبائك التيتانيوم في تطبيقات الهياكل والمحركات الفضائية، ويتم تصنيعه من خلال عملية طرق ساخن خاضعة للرقابة وفقًا لمعايير ASTM B381 و AMS 4928. تجمع هذه السبيكة بين كثافة تبلغ 4.43 جم/سم³ وقوة شد دنيا تبلغ 931 ميجا باسكال (135 ksi) في المقاطع التي يصل قطرها إلى Ø50.8 مم، مما يوفر ميزة قوة إلى وزن لا يمكن لأي فولاذ تقليدي أو سبيكة ألومنيوم أن تضاهيها. متاح بأقطار تتراوح من Ø20 مم إلى Ø400 مم مع شهادات اختبار المصنع EN 10204 3.1 وفحص اختياري بالموجات فوق الصوتية.
| المعلمة | التفاصيل |
|---|---|
| درجة المادة | الدرجة 5 (Ti-6Al-4V), UNS R56400 |
| المعايير الأساسية | ASTM B381 / AMS 4928 / ISO 5832-3 |
| نظام السبائك | تيتانيوم ألفا-بيتا (α+β) |
| القطر المتاح | Ø20 مم – Ø400 مم |
| الطول المتاح | يصل إلى 6,000 مم (أطوال مخصصة متاحة) |
| حالة السطح | مُشكّل بالطرق؛ مخرط؛ مطحون (Ra ≤ 1.6 ميكرومتر)؛ مصقول |
| المعالجة الحرارية | مُلدَّن (معيار قياسي)؛ STA متاح عند الطلب |
| التسامح | مُشكّل بالطرق حسب ASTM B381؛ h9–h11 (مخرط/مطحون) |
| موك | 100 كجم |
| المهلة الزمنية | 2-4 أسابيع (الأحجام القياسية)؛ 4-8 أسابيع (حسب الطلب) |
| شهادة اختبار المصنع | تتضمن المواصفة EN 10204 3.1 |
قضيب التيتانيوم المطروق من الدرجة 5 (Ti-6Al-4V، UNS R56400) هو سبيكة تيتانيوم ثنائية الطور من ألفا-بيتا، يتم إنتاجها من خلال الطرق الساخن المتحكم به، وتتوافق مع مواصفات ASTM B381 و AMS 4928، بحد أدنى لقوة الشد يبلغ 931 ميجا باسكال (135 ksi) في المقاطع التي يصل قطرها إلى 50.8 ملم — وهي المواصفة المعيارية لمخزون قضبان التيتانيوم المستخدم في الطيران.
يُستمد الأداء الميكانيكي للسبيكة من عنصرين مضافين: الألومنيوم (5.50-6.75% بالوزن)، الذي يثبت طور ألفا ويحافظ على القوة عند درجات حرارة مرتفعة تصل إلى 400 درجة مئوية؛ والفاناديوم (3.50-4.50% بالوزن)، الذي يثبت طور بيتا، ويعزز الليونة في درجة حرارة الغرفة، ويمكّن المعالجة الحرارية إلى حالة محلول معالج ومعتّق (STA) للحصول على قوى شد تصل إلى 1,170 ميجا باسكال (170 ksi). تُنتج عملية الطرق — التي تُجرى فوق درجة حرارة تحول بيتا وتُنهى في نطاق ألفا-بيتا — بنية حبيبية دقيقة ومتحكم بها اتجاهياً توفر مقاومة إجهاد فائقة بشكل ملحوظ وتوحيداً ميكانيكياً عبر المقطع العرضي للقضيب مقارنة بالقضبان المدرفلة أو المسحوبة ذات التركيب المتطابق.
| العنصر | الرمز | Min (wt%) | ماكس (wt%) |
|---|---|---|---|
| ألومنيوم | آل | 5.50 | 6.75 |
| الفاناديوم | V | 3.50 | 4.50 |
| حديد | في | — | 0.30 |
| الأكسجين | O | — | 0.20 |
| الكربون | C | — | 0.08 |
| النيتروجين | N | — | 0.05 |
| الهيدروجين | H | — | 0.0125 |
| الإيتريوم | Y | — | 0.005 |
| عناصر أخرى، كل منها | — | — | 0.10 |
| العناصر الأخرى، المجموع | — | — | 0.40 |
| تيتانيوم | تي | الرصيد | — |
تختلف متطلبات الحد الأدنى للخصائص الميكانيكية حسب حجم المقطع العرضي وفقًا للمواصفة AMS 4928:
| حجم المقطع | مقاومة الشد الحد الأدنى | الحد الأدنى لقوة الخضوع (إزاحة 0.2%TP3T) | استطالة في 50 ملم | تقليل المساحة |
|---|---|---|---|---|
| قطر ≤ 50.80 ملم (2.000 بوصة) | 931 ميجا باسكال (135 ألف رطل لكل بوصة مربعة) | 862 ميجا باسكال (125 ألف رطل لكل بوصة مربعة) | 10% كحد أدنى | 25% كحد أدنى |
| قطر 50.80–101.60 ملم (2–4 بوصة) | 896 ميجا باسكال (130 كيلو باسكال) | 827 ميجا باسكال (120 ألف رطل لكل بوصة مربعة) | 10% كحد أدنى | 25% كحد أدنى |
| قطر 101.60–152.40 ملم (4–6 بوصة) | 896 ميجا باسكال (130 كيلو باسكال) | 827 ميجا باسكال (120 ألف رطل لكل بوصة مربعة) | 10% كحد أدنى | 20% دقيقة |
طريقة الاختبار: ASTM E8 (الشد)، ASTM E18 (الصلابة)، درجة حرارة الغرفة.
| الممتلكات | القيمة النموذجية |
|---|---|
| قوة الشد | 1,100–1,170 ميغاباسكال (160–170 ألف رطل لكل بوصة مربعة) |
| قوة الخضوع (إزاحة 0.2%) | 965–1,035 ميغاباسكال (140–150 ألف رطل لكل بوصة مربعة) |
| استطالة في 50 ملم | 8–10% |
| تقليل المساحة | 15–25% |
STA: معالجة بالمحلول عند 954 درجة مئوية (1,750 درجة فهرنهايت) لمدة ساعة واحدة، تبريد بالماء؛ تعمير عند 538 درجة مئوية (1,000 درجة فهرنهايت) لمدة 4 ساعات، تبريد هوائي. تعتمد الخصائص على حجم المقطع ومعايير العملية المحددة.
| الممتلكات | إمبراطوري | متري |
|---|---|---|
| الكثافة | 0.160 رطل/بوصة³ | 4.43 جم/سم مكعب |
| معامل المرونة | 16.5 × 10⁶ رطل لكل بوصة مربعة | 114 جيجا باسكال |
| نسبة بواسون | 0.342 | 0.342 |
| التوصيل الحراري | 4.2 وحدة حرارية بريطانية/(ساعة·قدم·درجة فهرنهايت) | 7.2 واط/(متر·كلفن) |
| معامل التمدد الحراري | 4.9 × 10⁻⁶ /درجة فهرنهايت | 8.8 × 10⁻⁶ /درجة مئوية |
| الحرارة النوعية | 0.13 وحدة حرارية بريطانية/(رطل·درجة فهرنهايت) | 560 جول/(كجم·كلفن) |
| نطاق الذوبان | 2,995–3,020 درجة فهرنهايت | 1,646–1,660 درجة مئوية |
| درجة حرارة الخدمة (مستمرة) | من −350 درجة فهرنهايت إلى 750 درجة فهرنهايت | من −210 درجة مئوية إلى 400 درجة مئوية |
| الكثافة مقابل الفولاذ الكربوني | ~57% من الفولاذ | ~57% من الفولاذ |
يحقق قضيب التيتانيوم المطروق من الدرجة 5 مقاومة فائقة للكلال وتجانسًا ميكانيكيًا مقطعيًا مقارنة بالقضبان المدرفلة أو المسحوبة، لأن عملية الطرق تتحكم في تدفق الحبوب بما يتماشى مع محور التحميل الأساسي للمكون النهائي.
أثناء الطرق الساخن فوق درجة حرارة تحول بيتا (~995 درجة مئوية)، يليه معالجة حرارية ميكانيكية في نطاق ألفا-بيتا، تتطور البنية المجهرية لتكون حبيبات ألفا الأولية المتساوية المحور الدقيقة محاطة بمصفوفة بيتا متحولة. توفر هذه البنية المجهرية ثنائية النمط ثلاثة تحسينات قابلة للقياس مقارنة بالقضبان المدرفلة:
بالنسبة للمكونات الدوارة وأوعية الضغط وهياكل هياكل الطائرات الحساسة للإجهاد، تترجم هذه المزايا مباشرة إلى عمر خدمة أطول وأنماط فشل أكثر قابلية للتنبؤ.
| المعلمة | النطاق القياسي | الملاحظات |
|---|---|---|
| القطر (دائري) | من Ø20 إلى Ø400 مم | أقطار كبيرة (>Ø200 مم) عن طريق الحدادة بالقوالب المفتوحة |
| الطول | ما يصل إلى 6,000 ملم | تتوفر مقاطع أقصر؛ أطوال مخصصة حسب الطلب |
| قضبان مسطحة / مربعة | أبعاد مخصصة | متوفرة عند الطلب للتطبيقات الهيكلية |
| السطح: كما هو مُشكَّل بالحدادة | سطح متقشر/مؤكسد وفقًا للمواصفة ASTM B381 | نموذجي لخامات المكونات المشغلة بالتشغيل الخشن |
| السطح: مخروطة | Ra ≤ 3.2 ميكرومتر | تشطيب آلي قياسي، تحمل الأبعاد h11 |
| السطح: مُجرّد | Ra ≤ 1.6 ميكرومتر | مُجرّد بدقة، تحمل h9 |
| السطح: مصقول | Ra ≤ 0.8 ميكرومتر | التطبيقات الطبية / الحساسة للتآكل |
الأبعاد المخصصة، الأطوال الخاصة، وعمليات التشكيل القريبة من الشكل النهائي متاحة لبرامج الحجم الكبير. يرجى الاتصال بالفريق الفني للحصول على متطلبات محددة من حيث التسامح والخشونة.
يتم استخدام قضيب التيتانيوم من الفئة 5 Ti-6Al-4V المصنوع حسب ASTM B381 و AMS 4928 عبر ست صناعات أساسية حيث لا يمكن تكرار تركيبة القوة العالية، والكثافة المنخفضة، ومقاومة التآكل، والتوافق الحيوي بواسطة سبائك بديلة.
الدرجة 23 (Ti-6Al-4V ELI، محتوى خلالي منخفض للغاية، UNS R56401) هي البديل الطبي الحيوي للدرجة 5 مع حدود أكثر صرامة للأكسجين والحديد والنيتروجين والكربون، مما يحسن متانة الكسر ومقاومة نمو الشقوق الناتجة عن الإجهاد، على حساب قوة شد دنيا أقل قليلاً.
| الممتلكات | الدرجة 5 (Ti-6Al-4V) | الدرجة 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI) |
|---|---|---|
| رقم UNS | R56400 | R56401 |
| المرحلة الابتدائية القياسية | ASTM B381 / AMS 4928 | ASTM F620 / AMS 4930 |
| المعايير الطبية | ASTM F1472 | ASTM F136 |
| الحد الأقصى للأكسجين (نسبة مئوية من الوزن) | 0.20 | 0.13 |
| الحد الأقصى للحديد (نسبة مئوية من الوزن) | 0.30 | 0.25 |
| الحد الأدنى لقوة الشد (≤50 مم) | 931 ميجا باسكال (135 ألف رطل لكل بوصة مربعة) | 896 ميجا باسكال (130 كيلو باسكال) |
| الحد الأدنى لقوة الخضوع (≤Ø50 مم) | 862 ميجا باسكال (125 ألف رطل لكل بوصة مربعة) | 827 ميجا باسكال (120 ألف رطل لكل بوصة مربعة) |
| مقاومة الكسر (Kᵢ꜀) | ~55–75 ميجا باسكال√متر | ~65–85 ميجا باسكال√متر |
| حالة الاستخدام الرئيسية | الفضاء، الصناعة، الهياكل العامة | غرسات العظام الحاملة للوزن، التطبيقات المبردة |
إرشادات المواصفات: استخدم الدرجة 5 لتطبيقات الفضاء، الصناعة، النفط والغاز، ورياضة السيارات. حدد الدرجة 23 ELI للزرعات الدائمة الحاملة للوزن (الورك، الركبة، العمود الفقري) حيث تكون مقاومة الكسر تحت التحميل الفسيولوجي الدوري هي المحرك الأساسي للتصميم.
تخضع كل دفعة إنتاج من قضبان Ti-6Al-4V المطروقة من الدرجة 5 لخطوات الجودة التالية قبل الشحن:
الشهادات المتاحة: ISO 9001:2015، AS9100D (عند الطلب مع وثائق التأهيل). يتوفر الفحص من طرف ثالث بواسطة SGS وBureau Veritas وTÜV SÜD بناءً على طلب العميل.
| قياسي | النطاق |
|---|---|
| ASTM B381 | مطروقات التيتانيوم وسبائك التيتانيوم — المعيار الأساسي لمنتج القضبان المطروقة |
| AMS 4928 | قضبان Ti-6Al-4V، أسلاك، مطروقات، مخزون مطروقات، حلقات ملحومة ومبردة — مصلّدة |
| AMS 4920 | مطروقات Ti-6Al-4V — معالجة ألفا-بيتا أو بيتا، مصلّدة |
| AMS 4965 | قضبان ومطروقات Ti-6Al-4V — معالجة بالمحلول ومُعتّقة |
| ASTM B348 | قضبان وسبائك التيتانيوم وسبائكه (تنطبق على مخزون المطروقات) |
| ASTM F1472 | سبيكة Ti-6Al-4V المشغولة لتطبيقات الغرسات الجراحية |
| الأيزو 5832-3 ISO 5832-3 | الغرسات الجراحية — المواد المعدنية — سبيكة Ti-6Al-4V |
| MIL-T-9047 | قضبان وسبائك التيتانيوم (تطبيقات الدفاع) |
| EN 10204 3.1 | المنتجات المعدنية — أنواع وثائق الفحص (شهادة فحص المصنع) |
هل التيتانيوم من الدرجة 5 هو نفسه التيتانيوم Ti-6Al-4V؟
نعم. الدرجة الخامسة هي التسمية التي حددتها الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) لسبيكة Ti-6Al-4V (UNS R56400)، وهي سبيكة التيتانيوم الأكثر استخدامًا عالميًا. التسميات قابلة للتبديل: Ti 64، TC4 (المعيار الصيني)، DIN 3.7165، وSAE Grade 5 كلها تشير إلى نفس تركيب السبيكة الذي يحتوي على 5.50–6.75% ألومنيوم و 3.50–4.50% فاناديوم.
ما هي قوة الشد لقضيب التيتانيوم المطروق من الدرجة الخامسة؟
وفقًا لـ AMS 4928 (الحالة الملدنة)، فإن الحد الأدنى لقوة الشد هو 931 ميجاباسكال (135 كيلوبساي) للمقاطع التي يصل قطرها إلى 50.80 ملم، و 896 ميجاباسكال (130 كيلوبساي) للمقاطع التي يتراوح قطرها بين 50.80-152.40 ملم. في حالة المعالجة بالمحلول والتعتيق (STA)، تصل قوة الشد النموذجية إلى 1,100–1,170 ميجاباسكال (160–170 كيلوبساي)، اعتمادًا على حجم المقطع ومعايير المعالجة الحرارية.
ما هو الفرق بين ASTM B381 و AMS 4928 لقضيب التيتانيوم المطروق؟
ASTM B381 هو المعيار الدولي ASTM الذي يحكم بشكل خاص مطروقات التيتانيوم وسبائك التيتانيوم عبر جميع الدرجات، ويغطي التطبيقات الصناعية العامة والكيميائية والبحرية. أما AMS 4928 فهو مواصفات المواد الفضائية لـ SAE التي تغطي قضبان Ti-6Al-4V والمطروقات ومخزون المطروقات للتطبيقات الحرجة في الفضاء؛ وهي تفرض ضوابط عمليات أكثر صرامة ومتطلبات تتبع تتوافق مع أنظمة الجودة AS9100. عادةً ما تحدد فرق المشتريات في قطاع الفضاء AMS 4928؛ وقد تقبل فرق المشتريات الصناعية ASTM B381.
ما هي خصائص قابلية التشغيل الآلي وقابلية اللحام لقضيب Ti-6Al-4V المطروق؟
تتم معالجة Ti-6Al-4V ميكانيكيًا بنسبة تتراوح بين 25-40% من معدل قابلية التشغيل الآلي للصلب سهل التشغيل. الممارسة الموصى بها: أدوات كربيد حادة أو سيراميكية، سرعات قطع بطيئة (15-60 م/دقيقة)، معدلات تغذية عالية، تبريد بالغمر باستخدام سائل تبريد غير مكلور، وتثبيت قطعة العمل بإحكام لتقليل الاهتزاز. السبيكة قابلة للحام بواسطة GTAW (TIG) و GMAW (MIG مع حماية خاملة) ولحام شعاع الإلكترون؛ يتطلب لحام التيتانيوم بالكامل حماية بغاز خامل بنسبة 100% على الأسطح الأمامية والخلفية لمنع التقصف بالأكسجين/النيتروجين.
هل يمكن استخدام قضبان Ti-6Al-4V المطروقة من الدرجة الخامسة في الغرسات الطبية؟
تمت الموافقة على الدرجة الخامسة لتطبيقات الغرسات الجراحية بموجب ASTM F1472 و ISO 5832-3 عند إنتاجها بمستويات النقاء المطلوبة. بالنسبة للغرسات الحاملة للحمل الدائم (الورك، الركبة، العمود الفقري)، يحدد العديد من الجراحين ومصممي المعدات الأصلية الدرجة 23 ELI (Ti-6Al-4V ELI، ASTM F136) بدلاً من ذلك، لأن حدود الأكسجين والحديد المنخفضة فيها (بحد أقصى 0.13% أكسجين، بحد أقصى 0.25% حديد) تنتج صلابة كسر أعلى تحت التحميل الفسيولوجي الدوري. تُستخدم الدرجة الخامسة عادةً في الأدوات الجراحية، دعامات الأسنان، ومكونات الغرسات غير الدائمة.
ما هي وثائق شهادة اختبار المطحنة (MTC) المقدمة؟
يتم توريد كل دفعة مصحوبة بشهادة اختبار مطحنة EN 10204 3.1 توثق: رقم الدفعة، عملية الصهر/التشكيل، التركيب الكيميائي حسب تحليل ICP-OES والاحتراق، نتائج الاختبارات الميكانيكية (الشد، الصلابة)، مطابقة المعايير المعمول بها، وتوقيع المفتش. تتطلب EN 10204 3.1 أن يتم التحقق من صحة الشهادة من قبل ممثل فحص معتمد مستقل عن قسم التصنيع — وهو المعيار المعترف به للمشتريات في قطاعي الفضاء والصناعة.
ما هي مقاومة التيتانيوم من الدرجة الخامسة للتآكل؟
يستمد سبيكة Ti-6Al-4V مقاومتها للتآكل من طبقة أكسيد خاملة ومستقرة من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) تتكون تلقائيًا في البيئات المؤكسدة. تُظهر السبيكة مقاومة ممتازة لمياه البحر والمحاليل المكلورة ومعظم الأحماض العضوية، وهي مصنفة للخدمة في الكلور الرطب وثاني أكسيد الكلور. لا يُنصح بها للاستخدام في الظروف اللامائية (الكلور الجاف، حمض النيتريك الأحمر المُدخن) حيث لا يمكن أن تتكون الطبقة الخاملة؛ وتقدم مواصفات ASTM B265 وNACE MR0175/ISO 15156 إرشادات تأهيل التآكل لبيئات الخدمة الحمضية.
توفر منتجاتنا من التيتانيوم وقدراتنا التصنيعية قيمة كبيرة في العديد من الصناعات. إليك المزايا الرئيسية التي تجعل من HonTitan شريكاً موثوقاً به.
نحن نقدم خدمة تسليم سريعة للعينات والطلبات بالجملة. وبفضل المعالجة الفعالة للتيتانيوم - بما في ذلك القطع، والتشكيل، والتصنيع باستخدام الحاسب الآلي - نضمن الدقة والسرعة لكل مشروع.
يمكن لشركة HonTitan إنتاج قطع تيتانيوم مخصصة بخصائص مثل الثقوب والفتحات والخيوط والأخاديد والأشكال الهندسية الدقيقة بدءاً من التصنيع الآلي باستخدام الحاسب الآلي وحتى اللحام والتشكيل والتشطيب السطحي.
تصنع HonTitan مواد تيتانيوم قوية للغاية بالنسبة لوزنها وتقاوم التآكل بشكل جيد للغاية. وهذا ما يجعلها مستقرة للاستخدام في مجالات الفضاء والطب والكيمياء والمواد الكيميائية والبحرية.
