Piastra in titanio Eli Ti-6al-4V grado 5

Ti-6Al-4V, noto anche come TC4, è una lega composta per il 90% da titanio (Ti), per il 6% da alluminio (Al) e per il 4% da vanadio (V).È significativamente più resistente del titanio puro a causa di diversi fattori chiave:

1. Elementi di lega: l'aggiunta di alluminio e vanadio nella lega Ti-6Al-4V introduce meccanismi di rafforzamento della soluzione solida e di indurimento per precipitazione.L'alluminio forma una soluzione solida con il titanio, aumentando la resistenza del materiale.Il vanadio precipita all'interno della matrice di titanio, rafforzando ulteriormente la lega.Questi elementi di lega migliorano la resistenza e la durezza complessive del Ti-6Al-4V rispetto al titanio puro.

2. Struttura cristallina: il titanio puro ha una struttura cristallina esagonale compattata (HCP), che limita la sua capacità di subire deformazione plastica.Al contrario, Ti-6Al-4V ha una miscela di strutture cristalline HCP e cubiche a corpo centrato (BCC) a causa della presenza di elementi di lega.Questa microstruttura a doppia fase consente una maggiore duttilità e un migliore comportamento alla deformazione, portando ad una maggiore resistenza e tenacità.

3. Controllo della dimensione del grano: gli elementi di lega nella lega Ti-6Al-4V aiutano a controllare la dimensione del grano durante il processo di produzione.Le dimensioni dei grani più piccoli contribuiscono ad aumentare la resistenza e la durezza.L'aggiunta di alluminio e vanadio aiuta ad affinare la struttura dei grani, risultando in un materiale più resistente rispetto al titanio puro.

4. Rafforzamento della soluzione solida: il meccanismo di rafforzamento della soluzione solida si verifica quando gli elementi leganti vengono dissolti nella matrice di titanio, creando distorsioni del reticolo e ostacolando il movimento della dislocazione.Gli atomi di alluminio e vanadio nella lega Ti-6Al-4V formano una soluzione solida con il titanio, aumentando la resistenza e la durezza del materiale.

5. Indurimento per precipitazione: la presenza di vanadio nella lega Ti-6Al-4V consente l'indurimento per precipitazione.Durante il trattamento termico, gli atomi di vanadio formano precipitati all'interno della matrice di titanio, che rafforzano ulteriormente la lega impedendo il movimento di dislocazione e aumentando la resistenza del materiale alla deformazione.

Nel complesso, la combinazione di elementi di lega, struttura cristallina, controllo della dimensione dei grani e meccanismi di rafforzamento della soluzione solida e di indurimento per precipitazione nella lega Ti-6Al-4V ne migliora significativamente la resistenza rispetto al titanio puro.Ciò rende il Ti-6Al-4V la scelta preferita nelle applicazioni in cui sono richieste elevata robustezza, resistenza alla corrosione e leggerezza, come nel settore aerospaziale, automobilistico e biomedico.