التيتانيوم الصف 4 هو أالتيتانيوم نقي تجاري (CP)الدرجة ، بمعنى أنه يحتوي على عناصر السبائك الدنيا (على عكس سبائك التيتانيوم مثل الصف 5 ti - 6al-4v) ويتألف بشكل أساسي من التيتانيوم النقي (عادةً أكبر من أو يساوي 99.0 ٪ من محتوى التيتانيوم). إنها واحدة من درجات التيتانيوم الأكثر استخدامًا على نطاق واسع ، تتميز بتوازن القوة الميكانيكية ، ومقاومة التآكل ، والتشكيل-على الرغم من أنهاأقوىمن بين جميع درجات التيتانيوم CP القياسية (تجاوز الصفوف 1 و 2 و 3).
كيميائيًا ، تتضمن التيتانيوم من الدرجة الرابعة شوائب تتبع (التي تسيطر عليها معايير الصناعة مثل ASTM B265 للوحات/الصفائح أو ASTM F67 للتطبيقات الطبية) مثل الحديد (الحد الأقصى 0.50 ٪) ، الأكسجين (الحد الأقصى 0.40 ٪) ، الكربون (الحد الأقصى 0.08 ٪) ، نيتروجين (ماكس ~ 0.05 ٪) ، ومائي ~ 0.015. هذه الشوائب ، وخاصة الأكسجين ، تسهم في أعلى قوته مقارنة بدرجات CP المنخفضة.
وتشمل الخصائص الرئيسية للصف 4 التيتانيوم:
مقاومة تآكل ممتازة في البيئات المعتدلة - إلى - البيئات المعتدلة (على سبيل المثال ، الهواء ، المياه العذبة ، معظم الأحماض العضوية ، والأحماض غير العضوية المخففة) ، وذلك بفضل فيلم أكسيد الشفاء الكثيف.
قابلية تشكيل جيدة (على سبيل المثال ، يمكن أن تنحني ، تدحرجت ، ملحومة ، ومؤلفة) على الرغم من قوتها العالية ، على الرغم من أنها أقل بقليل من درجات CP المنخفضة (على سبيل المثال ، الصف 2).
التوافق الحيوي ، مما يجعلها مناسبة للزرع والأجهزة الطبية.
تمتد تطبيقاتها النموذجية على الصناعات مثل Medical (عمليات زرع العظام ، والأدوات الجراحية) ، والفضاء (غير- المكونات الهيكلية) ، والمعالجة الكيميائية (المنخفضة - معالجة سائل التآكل) ، والسلع الاستهلاكية (عالية - ، الحوادث ، مراقبة الحالات).
كثافة التيتانيوم الصف الرابعتمشيا مع تلك التيتانيوم النقي التجاري في جميع الدرجات، نظرًا لأن الكثافة هي خاصية مادية تحددها في المقام الأول تكوينها عنصري (ومحتوى التيتانيوم متطابق تقريبًا في جميع درجات CP).
الكثافة القياسية للصف 4 التيتانيوم هي:
4.51 جرام لكل سنتيمتر مكعب (ز/سم)
أو ، في الوحدات الإمبراطورية: حوالي 0.163 جنيه لكل بوصة مكعبة (رطل/in³)
هذه الكثافة أقل بكثير من المعادن الشائعة مثل الفولاذ (7.85 جم/سم) أو الفولاذ المقاوم للصدأ (7.93 جم/سم) ، مما يجعل الصف 4 من التيتانيوم خيارًا خفيف الوزن مع الحفاظ على القوة العالية - ميزة أساسية للوزن - (EG ، EG ، مركبات الطير).
تختلف صلابة التيتانيوم من الدرجة الرابعة قليلاً اعتمادًا علىمزاج (حالة معالجة الحرارة)- المزاج الأكثر شيوعًا للصف 4 هو "الصلب" (معالجة حرارية تليين تعمل على تحسين ليونة وتشكيل). فيما يلي نطاق الصلابة النموذجي للصف الرابع من التيتانيوم في حالته القياسية الصلب ، تقاس باستخدام مقاييس الصلابة المشتركة:
ملاحظة: يمكن أن تزيد الصلابة بشكل طفيف إذا تعرضت التيتانيوم من الدرجة الرابعة للعمل البارد (على سبيل المثال ، المتداول ، والتزوير دون التلدين اللاحق) ، حيث يقدم التشوه البارد ضغوطًا داخلية تزيد من القوة والصلابة على حساب البهم. على سبيل المثال ، قد يصل البارد - إلى أن الصف 4 قد تصل إلى قيم صلابة برينيل تصل إلى حوالي 130 ساعة ، ولكن هذا أقل شيوعًا من الحالة الصلبة لمعظم التطبيقات.
بالمقارنة مع درجات CP المنخفضة ، فإن صلابة الصف 4 أعلى بشكل ملحوظ: للرجوع إليها ، تتراوح التيتانيوم الصلب 2 عادة بين 70 و 80 HB ، في حين أن نطاق الصف 4 من 90-110 HB يعكس وضعه كأقوى درجة من التيتانيوم CP.
