ประสิทธิภาพและการใช้วัสดุโลหะผสมไทเทเนียม เช่น แท่งไทเทเนียมทางการแพทย์

องค์ประกอบของวัสดุโลหะผสมไทเทเนียม TC4 คือ Ti-6Al-4V ซึ่งเป็นของโลหะผสมไทเทเนียมประเภท (α β) และมีคุณสมบัติทางกลและทางกลที่ครอบคลุมดี ยิ่งใหญ่กว่าความแข็งแกร่ง ความแข็งแรงของ TC4 คือ sb=1.012GPa ความหนาแน่นคือ g=4.4*103 และความแข็งแรงจำเพาะคือ sb/g=23.5 ในขณะที่ความแข็งแรงจำเพาะของโลหะผสมเหล็กน้อยกว่า 18 โลหะผสมไทเทเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำ ค่าการนำความร้อนของโลหะผสมไททาเนียมคือ 1/5 ของเหล็กและ 1/10 ของอลูมิเนียม ค่าการนำความร้อนของ TC4 คือ l=7.955W/m·K

1) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน TC4:

ไทเทเนียมทางการแพทย์มีข้อดีหลายประการ เช่น ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี ความหนาแน่นต่ำ ความแข็งแรงจำเพาะสูง ความเหนียวที่ดี และความสามารถในการเชื่อม และประสบความสำเร็จในการนำไปใช้ในการบินและอวกาศ ปิโตรเคมี การต่อเรือ รถยนต์ ยา และภาคส่วนอื่น ๆ

2) คุณสมบัติทางกลของโลหะผสมไทเทเนียม TC4:

ความต้านแรงดึง σb/MPa≥895, ความเค้นยืดตัวที่เหลือที่ระบุ σr0.2/MPa≥825, การยืดตัว δ5(%)≥10, การหดตัวของพื้นที่ ψ(%)≥25

3) องค์ประกอบทางเคมีของโลหะผสมไทเทเนียม TC4:

TC4 ประกอบด้วยความสมดุลของไทเทเนียม (Ti), เหล็ก (Fe) ≤ 0.30, คาร์บอน (C) ≤ 0.10, ไนโตรเจน (N) ≤ 0.05, ไฮโดรเจน (H) ≤ 0.015, ออกซิเจน (O) ≤ 0.20, อลูมิเนียม (Al) 5.5~ 6.8 , วานาเดียม (V) 3.5~4.5

ใช้:

เนื่องจากไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรมมีคุณสมบัติที่ครอบคลุมที่ดีและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี จึงกลายเป็นวัสดุโครงสร้างที่ขาดไม่ได้สำหรับชิ้นส่วนอุตสาหกรรมหลายประเภท เนื่องจากเป็นวัสดุปลูกถ่ายทางชีวภาพ จึงมีการใช้อย่างแพร่หลายทางคลินิกมาตั้งแต่ปี 1960 ในบรรดาวัสดุโลหะเทียมที่ใช้กันทั่วไป ไททาเนียมมีความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดี และเนื่องจากความหนาแน่นและความยืดหยุ่นของมันใกล้เคียงกับกระดูกมนุษย์และไม่เป็นแม่เหล็ก ในบรรดาวัสดุโลหะเทียมหลักสามชนิด ได้แก่ สแตนเลส โลหะผสมโคบอลต์โครเมียม-โมลิบดีนัม และไทเทเนียม ไทเทเนียมเป็นวัสดุวิศวกรรมชีวภาพที่มีแนวโน้ม การใช้ไทเทเนียมช่วยแก้ปัญหาทางวิศวกรรมและทางเทคนิคที่สำคัญหลายประการ ส่งเสริมความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี และนำมาซึ่งผลประโยชน์ทางเศรษฐกิจที่ชัดเจน ประสิทธิภาพที่ดีและศักยภาพมหาศาลของไทเทเนียมยังแสดงให้เห็นถึงโอกาสในการใช้งานที่กว้างขึ้น