Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (Grade 7)
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (ग्रेड 7) का परिचय
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo, जिसे सामान्यतः ग्रेड 7 टाइटेनियम के नाम से जाना जाता है, एक उच्च-मजबूती वाली अल्फा-बीटा मिश्रधातु है जिसे विशेष रूप से उच्च-तापमान सेवा के लिए डिज़ाइन किया गया है। उत्कृष्ट क्रीप प्रतिरोध, अच्छी वेल्डेबिलिटी और मजबूत जंग प्रतिरोध के साथ, यह मिश्रधातु एयरोस्पेस टर्बाइन कंपोनेंट्स और उन्नत प्रोपल्शन सिस्टम्स में व्यापक रूप से उपयोग होती है।
ऑक्सीकरण वातावरणों में इसकी संरचनात्मक स्थिरता और प्रदर्शन Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo को प्रिसिजन CNC-मशीन किए गए टाइटेनियम पार्ट्स के लिए आदर्श बनाते हैं। निर्माता साइक्लिक तनाव और अत्यधिक ऊष्मा के अधीन मिशन-क्रिटिकल पार्ट्स के लिए कड़े टॉलरेंस पूरे करने हेतु उच्च-सटीकता वाली CNC मशीनिंग सेवाओं पर निर्भर करते हैं।
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (ग्रेड 7) के रासायनिक, भौतिक और यांत्रिक गुण
रासायनिक संरचना (सामान्य)
तत्व | संरचना सीमा (wt.%) | मुख्य भूमिका |
|---|---|---|
टाइटेनियम (Ti) | शेष | संरचनात्मक अखंडता और जंग प्रतिरोध प्रदान करता है |
एल्युमिनियम (Al) | 5.5–6.5 | अल्फा स्टेबलाइज़र, उच्च-तापमान मजबूती बढ़ाता है |
टिन (Sn) | 1.8–2.5 | क्रीप प्रतिरोध और तापीय स्थिरता बढ़ाता है |
ज़िरकोनियम (Zr) | 3.6–4.5 | ऑक्सीकरण प्रतिरोध बढ़ाता है |
मोलिब्डेनम (Mo) | 5.5–6.5 | बीटा स्टेबलाइज़र, हार्डनेबिलिटी और थकान मजबूती बढ़ाता है |
सिलिकॉन (Si) | ≤0.25 | क्रीप गुणों में सुधार करता है |
ऑक्सीजन (O) | ≤0.15 | मजबूती बढ़ाने वाला इंटरस्टिशियल |
लोहा (Fe) | ≤0.30 | अवशिष्ट तत्व |
हाइड्रोजन (H) | ≤0.015 | हाइड्रोजन एम्ब्रिटलमेंट से बचने के लिए नियंत्रित |
भौतिक गुण
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक/स्थिति |
|---|---|---|
घनत्व | 4.65 g/cm³ | ASTM B311 |
गलनांक सीमा | 1600–1670°C | ASTM E1268 |
तापीय चालकता | 6.4 W/m·K (100°C पर) | ASTM E1225 |
विद्युत प्रतिरोधकता | 1.68 µΩ·m (20°C पर) | ASTM B193 |
तापीय विस्तार | 8.5 µm/m·°C | ASTM E228 |
विशिष्ट ऊष्मा क्षमता | 570 J/kg·K (20°C पर) | ASTM E1269 |
इलास्टिक मॉड्यूलस | 112 GPa | ASTM E111 |
यांत्रिक गुण (एनील्ड अवस्था)
गुण | मान (सामान्य) | परीक्षण मानक |
|---|---|---|
टेंसाइल स्ट्रेंथ | 895–1000 MPa | ASTM E8/E8M |
यील्ड स्ट्रेंथ (0.2%) | 825–900 MPa | ASTM E8/E8M |
एलॉन्गेशन | ≥10% | ASTM E8/E8M |
हार्डनेस | 320–360 HB | ASTM E10 |
क्रीप प्रतिरोध | उत्कृष्ट | ASTM E139 |
थकान प्रतिरोध | उच्च | ASTM E466 |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (ग्रेड 7) की प्रमुख विशेषताएँ
असाधारण क्रीप स्ट्रेंथ: 500°C तक के तापमान पर लंबे समय तक एक्सपोज़र सहन करता है, जिससे यह टर्बाइन इंजनों और थर्मल शील्डिंग संरचनाओं के लिए आदर्श है।
उच्च-तापमान थकान प्रतिरोध: चक्राकार (साइक्लिक) तापीय और यांत्रिक लोड के तहत प्रदर्शन के लिए इंजीनियर किया गया—जेट इंजन और आफ्टरबर्नर वातावरणों में ग्रेड 7 उत्कृष्ट है।
जंग और ऑक्सीकरण प्रतिरोध: Sn और Zr का जोड़ घनी ऑक्साइड परत बनने में मदद करता है, जिससे ऑक्सीकरण वातावरणों में स्केलिंग के विरुद्ध मजबूत प्रतिरोध मिलता है।
अच्छी वेल्डेबिलिटी: उच्च एलॉय कंटेंट के बावजूद, Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo को पोस्ट-वेल्ड हीट ट्रीटमेंट के साथ विश्वसनीय रूप से वेल्ड किया जा सकता है ताकि मजबूती और संरचना बनी रहे।
ग्रेड 7 टाइटेनियम के लिए CNC मशीनिंग की चुनौतियाँ और समाधान
मशीनिंग चुनौतियाँ
उच्च मजबूती और कम चालकता: लगभग 1000 MPa तक की मजबूती और 6.4 W/m·K की तापीय चालकता के कारण कटिंग के दौरान सावधानीपूर्वक थर्मल मैनेजमेंट आवश्यक है।
आक्रामक वर्क हार्डनिंग: यदि चिप लोड अपर्याप्त है, तो यह मिश्रधातु तेज़ी से वर्क हार्डन हो जाती है, जिससे टूल डैमेज और डायमेंशनल इनएक्यूरेसी हो सकती है।
टूल एडहेशन और एज वियर: मिश्रधातु कटिंग टूल्स से चिपकती है और एब्रैसिव वियर पैदा करती है, विशेषकर अनकोटेड इन्सर्ट्स पर।
स्प्रिंगबैक और इलास्टिक रिकवरी: उच्च मॉड्यूलस (112 GPa) इलास्टिक डिफ्लेक्शन पैदा करता है, जिससे फिनिशिंग पास में फॉर्म कंट्रोल चुनौतीपूर्ण हो जाता है।
अनुकूलित मशीनिंग रणनीतियाँ
टूल चयन
पैरामीटर | अनुशंसा | कारण |
|---|---|---|
टूल सामग्री | सबमाइक्रोन कार्बाइड या CBN इन्सर्ट्स | टफ एलॉयज़ और उच्च हीट रेसिस्टेंस के लिए आदर्श |
कोटिंग | AlTiN या TiSiN (3–5 µm PVD) | थर्मल प्रोटेक्शन सुधारता है और गैलिंग को न्यूनतम करता है |
ज्योमेट्री | पॉज़िटिव रेक, होंड कटिंग एज | कटिंग फोर्स और चिप एडहेशन कम करता है |
कटिंग स्पीड | 20–50 m/min | ऊष्मा और टूल वियर कम करता है |
फीड रेट | 0.08–0.20 mm/rev | चिप की मोटाई बनाए रखता है |
कूलेंट | हाई-प्रेशर इमल्शन ≥100 bar | कूलिंग और चिप निकासी में सुधार करता है |
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (ग्रेड 7) कटिंग पैरामीटर (ISO 3685 अनुपालन)
ऑपरेशन | स्पीड (m/min) | फीड (mm/rev) | कट की गहराई (mm) | कूलेंट प्रेशर (bar) |
|---|---|---|---|---|
रफिंग | 20–30 | 0.15–0.20 | 2.0–3.0 | 80–100 (थ्रू-टूल) |
फिनिशिंग | 45–65 | 0.05–0.10 | 0.2–0.5 | 100–150 |
ग्रेड 7 टाइटेनियम पार्ट्स के लिए सतह उपचार
हॉट आइसोस्टैटिक प्रेसिंग (HIP) आंतरिक रिक्तताओं को समाप्त करता है और संरचनात्मक टर्बाइन कंपोनेंट्स में यांत्रिक मजबूती तथा थकान जीवन को बढ़ाता है।
हीट ट्रीटमेंट 550–650°C पर 2–8 घंटे तक एजिंग के माध्यम से क्रीप प्रतिरोध और फेज़ स्थिरता में सुधार करता है।
सुपरएलॉय वेल्डिंग संगत Ti-6-2-4-6 फिलर्स का उपयोग करके प्रेशर सिस्टम्स और एयरोस्पेस असेंबली में सुरक्षित जॉइंट्स संभव बनाती है।
थर्मल बैरियर कोटिंग (TBC) इंजनों और रिएक्टरों में ग्रेड 7 पार्ट्स को थर्मल ऑक्सीकरण और फ्लेम एक्सपोज़र से बचाती है।
CNC मशीनिंग टर्बाइन रिंग्स, डक्ट्स और हॉट-सेक्शन कंपोनेंट्स का उच्च-टॉलरेंस निर्माण सक्षम बनाती है, ±0.01 mm तक की सटीकता के साथ।
इलेक्ट्रिकल डिस्चार्ज मशीनिंग (EDM) हीट-अफेक्टेड ज़ोन्स उत्पन्न किए बिना जटिल फीचर्स और पतली दीवार वाले पार्ट्स में प्रिसिजन सुनिश्चित करती है।
डीप होल ड्रिलिंग कूलेंट चैनलों के लिए उच्च L/D अनुपात प्राप्त करती है, बोर सीधाई <0.3 mm/m और Ra ≤ 1.6 µm के साथ।
मटेरियल परीक्षण में SEM, क्रीप टेस्टिंग, अल्ट्रासोनिक NDT और फेज़-स्थिरता मूल्यांकन शामिल हैं ताकि एयरोस्पेस और ऊर्जा उद्योग स्पेसिफिकेशन्स पूरी हों।
मटेरियल परीक्षण और विश्लेषण
वैलिडेशन में उच्च तापमान पर यांत्रिक परीक्षण, क्रीप रप्चर विश्लेषण, फेज़ मूल्यांकन के लिए XRD, और एयरोस्पेस मानकों के अनुरूप पूर्ण अल्ट्रासोनिक या एडी करंट निरीक्षण शामिल हैं।
Ti-6Al-2Sn-4Zr-6Mo (ग्रेड 7) के औद्योगिक अनुप्रयोग
एयरोस्पेस: टर्बाइन रिंग्स, आफ्टरबर्नर लाइनर्स और जेट इंजन केसिंग्स में उपयोग, जो अत्यधिक तापीय परिस्थितियों के संपर्क में होते हैं।
पावर जेनरेशन: उच्च-तापमान पाइपिंग, ब्लेड्स और फ्यूल सिस्टम हार्डवेयर के लिए आदर्श।
डिफेंस: एग्ज़ॉस्ट हुड्स, मिसाइल पार्ट्स और संरचनात्मक फास्टनर्स जैसे कंपोनेंट्स—हीट प्रतिरोध और मजबूती के लिए।
औद्योगिक उपकरण: संक्षारक, चक्राकार तापीय वातावरणों जैसे भट्टियाँ, हीट एक्सचेंजर्स और प्रेशर वेसल्स में उपयोग।
संबंधित ब्लॉग एक्सप्लोर करें
