סוגים שונים של סגסוגות טיטניום
Jan 19, 2026
סגסוגות טיטניום הן חומרים הנדסיים המוכרים בחוזקם הגבוה, המשקל הנמוך ועמידותם הטובה בפני קורוזיה.
על ידי סגסוגת טיטניום עם אלמנטים שונים, ניתן לפתח סגסוגות אלו כדי לעמוד בדרישות הביצועים הספציפיות של תעשיות שונות.
מאמר זה נותן תצוגה-מעמיקה של סיווגים של סגסוגות טיטניום, התכונות המכניות, הפיזיקליות והתרמיות שלהן, התעשיות שבהן הן נמצאות ושיקולי עיבוד שבבי וטיפול בחום.
סגסוגות אלפא ( ).
סגסוגות אלפא הן חומרים חד פאזיים-עם מבנה גבישי HCP מיוצב על ידי יסודות כימיים כמו אלומיניום, חמצן, חנקן ופחמן. סגסוגות אלו מספקות חוזק בינוני, עמידות בפני קורוזיה- גבוהה ומתפקדות היטב בטמפרטורות גבוהות.
לא ניתן לטפל בהם בחום- בגלל המבנה החד-פאזי-שלהם, מה שמגביל את התקשות המשקעים.
במקום זאת, אלמנטים כימיים מייצבים אלפא- מעדיפים חוזק גבוה באמצעות חיזוק תמיסה מוצקה, אך סגסוגת מוגזמת (כגון שקילות אלומיניום מעל 9%) עלולה להפיל בין מתכתיות שבירות. הסגסוגות מספקות קשיחות שברים ועמידות בזחילה בסביבות אגרסיביות.
ליד-סגסוגות אלפא
סגסוגות של-אלפא טיטניום מורכבות בעיקר מפאזה אלפא עם 1-2% מיסודות כימיים מייצבים-ביתא, כגון מוליבדן או סיליקון, המכניסים כמות קטנה של פאזה מסגסוגת בטא רקיעה.
סגסוגות אלו שומרות על עמידות הסגסוגות בפני קורוזיה וקשיחות השברים של סגסוגות האלפא תוך שיפור יכולת העיבוד החמה ובעלות יכולת טיפול מוגבלת בחום.
המיקרו-מבנה שלהם, בעצם אלפא עם חלקיקי בטא מינוריים לאורך גבולות התבואה, מפגין עמידות לזחילה בטמפרטורות גבוהות, ובכך הופך אותם לשימושיים עבור יישומים מסוימים.
סגסוגות אלפא-ביטא ( -).
לסגסוגות אלפא-בטא יש שני שלבים במבנה המיקרו והן מורכבות מתערובות של שלבי אלפא וגם בטא באמצעות תוספת של יסודות כימיים מייצבים אלפא-, כגון אלומיניום, ויסודות כימיים מייצבי ביתא-, כגון ונדיום ומוליבדן.
סגסוגות אלו ניתנות לטיפול בחום ויכולות להגדיל משמעותית את החוזק הגבוה באמצעות כיבוי והזדקנות. בהשוואה לסגסוגות אלפא וכמעט אלפא, שלב הבטא מספק יכולת צורה טובה, עמידות בפני עייפות והתנגדות פחות לזחילה.
לסגסוגת האלפא-בטא Ti-6Al-4V יש תכונות מכניות מאוזנות ומשתמשת בכ-50% מסגסוגת טיטניום.
סגסוגות בטא ( ).
לסגסוגות בטא טיטניום יש מבנה BCC מיוצב על ידי ריכוז גבוה של אלמנטים מייצבים בטא- כגון מוליבדן, ונדיום או ברזל. סגסוגות אלו ניתנות לטיפול בחום ויכולות להגיע לעוצמות גבוהות מאוד באמצעות משקעים של חלקיקי אלפא עדינים במהלך ההזדקנות.
סגסוגות בטא מציגות יכולת צורה טובה בקור ועמידות טובה לשברים, אך הן מספקות גמישות נמוכה יותר ועמידות בפני עייפות בעת טיפול בחום-
סגסוגות ביתא יציבות עם מוליבדן שווה ערך 10-30, לאחר קירור מהיר, נשארות בטא מלא ויכולות לספק חוזק גבוה עבור היישומים התובעניים ביותר.
Ti-6Al-4V
Ti-6Al-4V (או ASTM Grade 5) היא סגסוגת טיטניום בשימוש רב הכוללת כ-6% אלומיניום ו-4% ונדיום, עם כמויות קטנות של פחמן, חנקן ומימן.
זוהי סגסוגת אלפא-ביתא שמפתחת חוזק מתיחה בטווח של 895-1100 MPa, עמידה בפני קורוזיה אטמוספירית, ובעלת יחס חוזק- למשקל טוב מאוד, מה שהופך אותה לעדיפה בחומרים תעופה וחלל וביו-רפואיים.
תהליכי טיפול-בחום יכולים לספק תכונות מכניות ופיזיקליות רצויות, עם טיפול בתמיסה והזדקנות באיזון, המעודדים חוזק גבוה תוך שמירה על גמישות טובה.
Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (Ti-6242)
השילוב של -אלפא קרוב, Ti-6242, פותח בטמפרטורות גבוהות. הוא מכיל 6% אלומיניום, 2% פח, 4% זירקוניום ו-2% מוליבדן, מה שמעניק לו עמידות לזחילה מעולה לשמירה על חוזק גבוה בטמפרטורות גבוהות של עד 550 מעלות.
מבנה המיקרו שלו תומך בעמידות בפני קורוזיה ויציבות תרמית, ובכך מתאים למנועי סילון ורכיבי תעופה וחלל אחרים-בטמפרטורה גבוהה.
טבלת השוואת מאפיינים של סגסוגות טיטניום
| סוג סגסוגת | חוזק מתיחה (MPa) | חוזק תפוקה (MPa) | התארכות (%) | צפיפות (g/cm³) | התנגדות חשמלית (μΩ·m) |
| PureGrade 1 באופן מסחרי | 240–370 | 170–310 | 24–30 | 4.51 | 0.420 |
| PureGrade 4 באופן מסחרי | 550–750 | 480–620 | 15–20 | 4.51 | 0.420 |
| Ti-6Al-4V (כיתה 5) | 895–1100 | 825–1050 | 8–15 | 4.43 | 1.780 |
| Ti-6242 (סגסוגות ליד אלפא) | 895–1000 | 830–950 | 6–12 | 4.54 | 1.700 |
| בטא C (סגסוגות בטא) | 1104–1276 | 1000–1200 | 6–10 | 4.82 | 1.600 |
מאפיינים מכניים
התכונות המכניות של סגסוגות טיטניום הן קריטיות עבור יישומים נושאי עומס-. בהתבסס על נתוני MatWeb, הטבלה שלהלן מפרטת חוזק מתיחה, חוזק תפוקה, התארכות וקשיות עבור ציוני טיטניום מרכזיים.
| סוג סגסוגת | חוזק מתיחה (MPa) | חוזק תפוקה (MPa) | התארכות (%) | קשיות (Rockwell C) |
| טהור מסחרי כיתה 1 | 240–370 | 170–310 | 24–30 | 14–17 |
| טהור מסחרי דרגה 4 | 550–750 | 480–620 | 15–20 | 24–30 |
| Ti-6Al-4V (כיתה 5) | 895–1100 | 825–1050 | 8–15 | 36–41 |
| Ti-6242 (סגסוגות ליד אלפא) | 895–1000 | 830–950 | 6–12 | 34–38 |
| בטא C (סגסוגות בטא) | 1104–1276 | 1000–1200 | 6–10 | 40–44 |
הוא מכיל דרגות טיטניום טהור מסחריות-בינוניות וגבוהות-גבוהות, שדרגה 4 היא החזקה ביותר מבין דרגות טהורות מסחריות. סגסוגות אלפא וסגסוגות-אלפא קרובות, כמו Ti-6242, מספקות חוזק בינוני וקשיחות שבר גבוהה.
סוגי אלפא-בטא כגון Ti-6Al-4V מספקים חוזק גבוה ועמידות בפני עייפות. לעומת זאת, סגסוגות בטא בטמפרטורה גבוהה, כגון Beta C, יכולות להתפתח מעל 1200 MPa, מתאימות ליישומי מתח גבוה אך בעלות משיכות מוגבלת.
מאפיינים פיזיים
תכונות פיזיקליות משפיעות על התאמתה של סגסוגת ליישומים הדורשים משקל סגולי או מאפיינים מגנטיים. הטבלה שלהלן, שמקורה ב-MatWeb, פירוט צפיפות ומשקל סגולי.
| סוג סגסוגת | צפיפות (g/cm³) | משקל סגולי |
| טהור מסחרי כיתה 1 | 4.51 | 4.51 |
| טהור מסחרי דרגה 4 | 4.51 | 4.51 |
| Ti-6Al-4V (כיתה 5) | 4.43 | 4.43 |
| Ti-6242 (סגסוגות ליד אלפא) | 4.54 | 4.54 |
| בטא C (סגסוגות בטא) | 4.82 | 4.82 |
סגסוגות טיטניום עם צפיפות הנעה בין 4.4 ל-4.8 גרם/ס"מ3 קלות בהרבה ממתכות אחרות כמו פלדה (7.9 גרם/ס"מ³), מה שגורם למשקל הקל והחוזק הרב שלהן. סגסוגות טיטניום הן אפשרויות טובות בהן יש צורך בהפרעות מגנטיות נמוכות, כגון לדרישות רפואיות ותעופה וחלל.
נכסי חשמל
לסגסוגות טיטניום יש התנגדות חשמלית גבוהה (0.42-1.78 μΩ·m) בהשוואה למתכות אחרות כמו נחושת (0.017 μΩ·m), ולכן יש להן מוליכות נמוכה יותר.
התכונה יכולה להיות חומר מבודד חשמלי בהגדרות בהן עמידות בפני קורוזיה ואי-מוליכות הן הרצויות ביותר, כגון בציוד לעיבוד כימי.
מאפיינים תרמיים
תכונות תרמיות הן קריטיות עבור יישומים הכוללים טמפרטורות גבוהות. הטבלה שלהלן, מפרטת מוליכות תרמית וטמפרטורת שירות מקסימלית.
| סוג סגסוגת | מוליכות תרמית (W/m·K) | טמפרטורת שירות מקסימלית (מעלה) |
| טהור מסחרי כיתה 1 | 15.6–22.0 | 300–350 |
| טהור מסחרי דרגה 4 | 15.6–22.0 | 300–350 |
| Ti-6Al-4V (כיתה 5) | 6.7 | 400 |
| Ti-6242 (סגסוגות ליד אלפא) | 7.0 | 550 |
| בטא C (סגסוגות בטא) | 8.0 | 450 |
סגסוגות טיטניום הנשלחות עם מוליכות תרמית נמוכה הופכות אותן לקשות לעיבוד אך מקובלות לאורך טמפרטורות גבוהות.
בשל יציבות הפאזה, טיטניום טהור מסחרי מוגבל ל-350 מעלות, בעוד סגסוגות כגון Ti-6Al-4V ו-Ti-6242 עוברות טמפרטורות קיצוניות של 400-550 מעלות, בהתאמה.
קבל הצעת מחיר מיידית ובדיקת מלאי
המפעל שלנו
אנחנו יצרן מתמחה העוסק בעיבוד עמוק של טיטניום וסגסוגות טיטניום, ומציע מגוון מוצרים מלא כולל צינורות טיטניום, צלחות, סורגים, חוטים וסדידים. המתקן שלנו מצויד בקווי ייצור חדישים וייעודיים הכוללים-מפעלי גלגול חם ללוחות עבים-כבדים כבדים עבור צלחות עבות ומפעלי גלגול קר מרובים-לגליונות וניידים מדויקים. ייצור צינורות משתמש במפעלים קרים מדויקים וקווי ייצור של צינורות חלקים, בעוד שמוצרי ברים וחוטים נוצרים באמצעות מפעלי גלגול בר/תיל במהירות גבוהה וציוד משיכה רציף. תהליכים קריטיים נתמכים על ידי תנורי חישול ואקום לטיפול בחום מדויק, והגימור מטופל על ידי מרכזי עיבוד CNC, מערכות חיתוך לייזר ומכונות פילוס מדויקות. עם מערכת בקרת איכות מקיפה המפקחת על כל התהליך מחומר הגלם ועד למוצר המוגמר, אנו מחויבים לספק פתרונות טיטניום-בביצועים גבוהים ודיוק עבור תעשיות כגון תעופה וחלל, מכשור רפואי, עיבוד כימי ומוצרי צריכה-יוקרתיים.
אריזת מוצר טיטניום
אנו מיישמים תקני הגנה-תעשייתיים, ומספקים פתרונות אריזה מותאמים אישית עבור כל מוצר טיטניום: צינורות וסורגים מאובטחים בנפרד באמצעות רירית VCI נגד-חלודה בתוך ארגזי עץ מחוזקים; צלחות ורדידים משולבים בסרט PE נגד שריטות- וארוזים בקופסאות גליות כבדות-; חוטים מפותלים בדיוק-על סלילים תעשייתיים. כל החבילות כוללות חומר יובש וכוללות תיוג מוצר ברור עם קודי עקיבות, המבטיחים שחומרי הטיטניום המדויקים שלך מוגנים מפני לחות, פגיעות ושחיקה במהלך האחסון והלוגיסטיקה העולמית, ומגיעים בבטחה לקו הייצור שלך.
