ההבדל בין סגסוגות טיטניום TC4 ו-TC4ELI

סגסוגת טיטניום TC4
סגסוגת טיטניום TC4 היא סגסוגת טיטניום מסוג טיטניום שפותחה בהצלחה על ידי ארצות הברית בשנת 1954, המכילה 6% של יסוד מייצב ו-4% של יסוד מייצב V. ההרכב הנומינלי של סגסוגת טיטניום TC4 הוא שווה ערך לאלומיניום של 6.{{7} }, שווה ערך ונדיום של 4.0, ומצב חישול המכיל 10%-15% של -שלב. Al מתחזק על ידי חיזוק פתרון מוצק של -phase במערכת Ti-Al-V כדי להגביר את חוזק הסגסוגת בטמפרטורת החדר ותכונות החיזוק החם, ו-V הוא אחד מיסודות הסגסוג הבודדים בסגסוגות טיטניום שיכולים גם להגביר את החוזק וגם לשפר את הפלסטיות. V הוא אחד מיסודות הסגסוג הבודדים בסגסוגות טיטניום המשפרות הן את החוזק והן את הפלסטיות. ההשפעה החיובית של V על הפלסטיות של סגסוגות טיטניום נובעת מכך שהוא אינו מגדיל את היחס בין ציר c/a של - מצב סריג, כפי שקורה ברוב מרכיבי הסגסוגת, אלא מקטין אותו, ובכך מגביר את היווצרות ה-phase ונמנע מהתפרקות הסגסוגת במהלך שירות ממושך.
המאפיינים העיקריים של סגסוגת טיטניום TC4 הם ביצועים מקיפים מצוינים וביצועי תהליך טובים. סגסוגת טיטניום TC4 בעלת חוזק טמפרטורת חדר בינוני וחוזק טמפרטורות גבוהות, עמידות טובה לזחילה ויציבות תרמית, עמידות גבוהה לעייפות ועמידות להרחבת סדקים במי ים, כמו גם קשיחות שבר מספקת ועמידות בפני קורוזיה במלח חם, הרגישות למימן היא גם קטן יותר מסגסוגות TC2, TC1, והוא מתאים לייצור של - 196~450 מעלות טווח רחב של סגסוגות. 196 ~ 450 מעלות טווח טמפרטורות רחב של עבודה במגוון חלקים, במיוחד תוך שימוש בעקרון של סובלנות נזק להגביל את עיצוב החלקים. סגסוגת טיטניום TC4 יש גם פלסטיות תהליך מעולה ו- superplasticity, מתאים ליציקה עם מגוון שיטות עיבוד בלחץ, ומגוון דרכים לריתוך ועיבוד שבבי.
הצורות הסופיות למחצה העיקריות של סגסוגות טיטניום TC4 הן סורגים, פרזול, יריעות, צלחות, פרופילים וחוטים וכו'. הם משמשים גם ליציקות (ZTC4).
סגסוגת טיטניום TC4ELI
TC4ELI היא גרסה שונה של TC4, שההבדל העיקרי הוא התוכן השונה של Al והתוכן התחתון של האלמנטים הביניים Fe, N, H ו-O. ההבדל העיקרי הוא ש-TC4ELI הוא גרסה שונה של TC4.

סגסוגת טיטניום TC4ELI הפכה לחומר אידיאלי עבור שתלים כירורגיים רפואיים בשל התאימות הביולוגית הטובה שלה, מודול האלסטיות הנמוך, הצפיפות הנמוכה, עמידות טובה בפני קורוזיה, חוסר רעילות, חוזק תפוקה גבוה, חיי עייפות ארוכים, פלסטיות גבוהה בטמפרטורת החדר וקלות של דפוס. יריעת סגסוגת טיטניום רפואית TC4ELI משמשת בעיקר לתיקון עצמות גולגולת, השתלת עצם וכו', שיש לה דרישות גבוהות יותר לחוזק, חיי עייפות, פלסטיות וכן הלאה.
סגסוגת טיטניום היא סגסוגת המורכבת מטיטניום כבסיס ואלמנטים אחרים. לטיטניום שני סוגים של גבישים הומוגניים והטרוגניים: טיטניום הוא איזומר יסוד הומוגני, עם נקודת התכה של 1668 מעלות, ומבנה סריג משושה בשורה צפופה, המכונה -טיטניום, כאשר הוא נמוך מ-882 מעלות, וגוף- מבנה סריג מעוקב במרכז, המכונה -טיטניום, כאשר הוא מעל 882 מעלות. השימוש במאפיינים השונים של טיטניום של שני המבנים הנ"ל, מוסיף את יסודות הסגסוג המתאימים, כך שטמפרטורת מעבר הפאזות ותכולת הרכיבים משתנים בהדרגה ומקבלים ארגונים שונים של סגסוגות טיטניום (סגסוגות טיטניום).
סגסוגת טיטניום TC4 ELI בסגסוגת TC4 על בסיס הפחתת אלמנט הפער C, O, N ותכולת יסודות הטומאה Fe, החוזק הופחת, אך יכול לשפר משמעותית את הקשיחות. ל-TC4 ELI יש פלסטיות טובה, קשיחות, ביצועי ריתוך טובים וביצועי טמפרטורה נמוכה, בשימוש נרחב בהנדסה קריוגנית, טיפול רפואי, ספינות ומטוסים ובתחומים חשובים אחרים.
ניתן להשתמש בסגסוגת TC4 בסביבה רגילה או בסביבה בטמפרטורה גבוהה, ניתן להשתמש בסגסוגת TC4ELI בסביבה בטמפרטורה נמוכה במיוחד.
סגסוגת טיטניום TC4 וסגסוגת טיטניום TC4ELI ציונים דומים הם: T-6A-4V/Grade 5 (ציונים ארה"ב), BT 6 (ציונים רוסים), IMI 318 (ציונים בריטיים), TiAI6V4 (ציונים גרמניים ).
ייצור ציוד רפואי בגוף האדם עקב טראומה, גידולים הנגרמים מפציעות עצמות ומפרקים, שימוש בטיטניום וסגסוגת טיטניום לייצור מפרקים מלאכותיים, לוחות עצם וברגים, נמצא כיום בשימוש נרחב בפרקטיקה הקלינית. משמש גם במפרקי ירך (כולל ראש הירך), מפרקי ברכיים, מפרקי מרפק, מפרקים מטה-קרפופלנגאליים, מפרקים בין-פלנגאליים, הלסת התחתונה, חוליות מלאכותיות (אורתוזיס עמוד השדרה), קונכיות של קוצב לב, לב מלאכותי (מסתמי לב), שתלים דנטליים מלאכותיים, טיטניום- שיניים יישור שיניים ניקל ורשת טיטניום בניתוח פלסטי גולגולתי וכן הלאה.
טיטניום וסגסוגות טיטניום תופסות חשיבות בשל החוזק הספציפי הגבוה שלהם, התאימות הביולוגית והעמידות בפני קורוזיה על ידי נוזלי גוף.

Ti 6Al-4V ELI הוא כיתה של Ti 6Al-4V עם מרווחים קטנים יותר, המאפשר קשיחות מרבית עבור מי ים וסביבות טמפרטורה נמוכות. כיתה זו משמשת בדרך כלל במצב חישול ו-Ti 6Al-4V היא בחירה טובה עבור שתלים רפואיים.
תהליך הייצור כולל חישול הרפיה ב-900-120 מעלות פרנהייט למשך 1-4 שעות וקירור אוויר. התהליך עבור חישול כפול, סורגים עגולים וחישול הוא: חישול תמיסה בטמפרטורת טרנספורמציה בטא של 50-100 מעלות צלזיוס, החזק למשך שעה אחת לפחות וקירור אוויר, ולאחר מכן חימום חוזר ב-1300-1400 מעלות F, החזק למשך לפחות שעה אחת וקירור אוויר. חישול הרפיה מתאים לאחר ריתוך.