Placa de Titanio Tc4 para Equipos Médicos, Placa de Titanio Puro Ta1 Fácil de Procesar, Tubo de Titanio Puro Ta2, Barra de Aleación de Titanio Tc4 de Alta Dureza

La composición de la aleación de titanio TC4 es Ti-6Al-4V, que pertenece al tipo de aleación de titanio (a+b) y tiene buenas propiedades mecánicas integrales. Tiene una alta resistencia específica. La resistencia de TC4 es sb=1.012GPa, la densidad g=4.4*103, y la resistencia específica sb/g=23.5, mientras que la resistencia específica sb/g del acero aleado es inferior a 18. Las aleaciones de titanio tienen baja conductividad térmica. La conductividad térmica de las aleaciones de titanio es 1/5 la del hierro y 1/10 la del aluminio, la conductividad térmica de TC4 es l=7.955W/m·K.Coeficiente de expansión térmica lineal=7.89*10-6℃，Calor específico=0.612cal/g·℃。Las aleaciones de titanio tienen un bajo módulo de elasticidad. El módulo de elasticidad E de TC4 es de 110 GPa, que es aproximadamente 1/2 del del acero, por lo que las aleaciones de titanio son propensas a la deformación durante el procesamiento. Las aleaciones de titanio TC4 (Ti-6Al-4V) y TA7 (Ti-5Al-2.5Sn) fueron modificadas superficialmente utilizando dos esquemas de implantación. Los experimentos mostraron que después de la implantación iónica, la microdureza aumentó, el coeficiente de fricción por deslizamiento se redujo significativamente y la resistencia al desgaste se mejoró eficazmente. Para investigar su mecanismo de modificación, se realizó un análisis de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) en las muestras implantadas y no implantadas, y se obtuvieron resultados satisfactorios.

1.1 Preparación de la muestra

Elija aleaciones de titanio TC4, TA7 de grado aeroespacial, los especímenes se fabrican en discos redondos, el tamaño es 40*5 mm, todas las superficies de los especímenes se pulen a un acabado espejo.

1.2 Condiciones de implantación iónica

Ambas aleaciones de titanio se sometieron a dos esquemas de inyección respectivamente:

① Recubrimiento por pulverización catódica de Ti en probetas de aleación de titanio TC4 y TA7, el espesor total de la película de Ti es de 540 nm (5400 Å). Durante el proceso de recubrimiento de la película de Ti, se realiza simultáneamente implantación por retroceso dinámico utilizando (N+ +N+2), la energía del haz es de 50 keV, la densidad de corriente del haz es de 45 μA/cm², la dosis es de 7*10¹⁷/cm², y el vacío de la cámara objetivo es de 1.33*10⁻² Pa;

② Sobre la base de ①, inyectar C+ nuevamente, con una energía de haz de 40 keV y una dosis de 3*1017/cm2.

La microdureza de las muestras implantadas y no implantadas se midió utilizando un microdurómetro digital HXD-1000, con una carga de medición de 4.9×10-2N. Los resultados de la medición se enumeran en la Tabla 1.

Tabla 1 Resultados de la Medición de Microdureza

Superficie del material Estado Microdureza/MPa Múltiplo de aumento de dureza

No inyectado 2690 0

TC4 Inyección(N+ +N+2) 6399 1.38

Inyección(N+ +N+2)+C+ 3436 0.28

No inyectado 3133 0

Inyección TA7(N+ +N+2) 4276 0.36

Inyección(N+ +N+2)+C+ 4073 0.30

De la Tabla 1, se puede observar que la microdureza de las muestras aumentó en diversos grados después de la implantación iónica, entre las cuales la dureza de la aleación de titanio TC4 aumentó aproximadamente 1.4 veces después de la implantación con un haz mixto (N+ +N+2).

●TC4 Coeficiente de Expansión Térmica:

La aleación de titanio TC4 tiene una serie de ventajas como excelente resistencia a la corrosión, baja densidad, alta resistencia específica y tenacidad y soldabilidad relativamente buenas, y se ha aplicado con éxito en los sectores aeroespacial, petroquímico, de construcción naval, automotriz, médico y otros.

●Propiedades mecánicas de la aleación de titanio TC4:

Resistencia a la tracción σb/MPa≥895,

La resistencia residual a la tracción σr0.2/MPa será ≥825,

Elongación a la rotura δ5 (%) ≥ 10,

reducción de área ψ(%)≥25

●Densidad de aleación de titanio TC4:

4.5（g/cm3）Temperatura de trabajo-100～550（℃）

●Composición química de aleación de titanio TC4:

TC4 que contiene titanio (Ti) balance,

Hierro(Fe)≤0.30,

Carbono (C) ≤ 0.10,

Nitrógeno(N)≤0.05,

Hidrógeno(H)≤0.015,

Oxígeno(O)≤0.20,

Aluminio(Al)5.5～6.8,

Vanadio(V)3.5～4.5