GR5 (Ti-6Al-4V) হল টাইটানিয়াম অ্যালয়েসের "301 স্টেইনলেস স্টিল"-এটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং এর একটি বিস্তৃত প্রয়োগ পরিসীমা রয়েছে। রকেট বডি থেকে শুরু করে মানুষের হাড় ইমপ্লান্ট পর্যন্ত, GR5 সর্বব্যাপী। এটি এবং বিশুদ্ধ টাইটানিয়ামের মধ্যে মৌলিক পার্থক্য কি?
GR5 কম্পোজিশন ডিজাইন
GR5 রচনা: টাইটানিয়াম-ভিত্তিক অ্যালুমিনিয়াম 5.5-6.5%, ভ্যানডিয়াম 3.5-4.5%। অ্যালুমিনিয়াম হল একটি -স্থিতিশীল উপাদান-শক্তি এবং তাপমাত্রা প্রতিরোধের উন্নতি করে। ভ্যানডিয়াম হল একটি -স্থিতিশীল উপাদান-যা খাদকে ঘরের তাপমাত্রায় একটি + দ্বৈত-ফেজ গঠন বজায় রাখতে দেয়। ফেজটি উচ্চ তাপমাত্রার স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে, যখন ফেজটি কক্ষ-তাপমাত্রার শক্তি নিশ্চিত করে। এই দ্বৈত-ফেজ কাঠামোটি GR5 এর কর্মক্ষমতা ভারসাম্যের চাবিকাঠি।
GR1/GR2 হল একক-ফেজ অ্যালয়-নিম্ন শক্তি (GR2 প্রসার্য শক্তি 345MPa) কিন্তু ভাল প্লাস্টিসিটি, প্রধানত রাসায়নিক সরঞ্জাম এবং প্লেট হিট এক্সচেঞ্জারগুলিতে ব্যবহৃত হয়। GR5 এর প্রসার্য শক্তি 950MPa, GR2 এর 2.7 গুণ, কিন্তু এর প্রসারণ GR2 এর মাত্র অর্ধেক।
মহাকাশ অ্যাপ্লিকেশন
রকেট ফুয়েল ট্যাঙ্ক: SpaceX Falcon 9 ফুয়েল ট্যাঙ্ক 2219 অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয় ব্যবহার করে, কিন্তু দ্বিতীয়-পর্যায়ের ইঞ্জিন শেল GR5 ব্যবহার করে- উচ্চ তাপমাত্রায় অ্যালুমিনিয়াম অ্যালয়গুলির শক্তি খুব বেশি কমে যায়৷ GR5 400 ডিগ্রিতে 500MPa তে ফলন দেয়, 2219 এর দ্বিগুণ।
স্যাটেলাইট সাপোর্ট এবং ফাস্টেনার: GR5 এর ঘনত্ব 4.43 g/cm³, যা ইস্পাতের 56%। একটি স্যাটেলাইটে প্রতি কিলোগ্রাম ওজন কমানোর ফলে উৎক্ষেপণ খরচ $10,000 সাশ্রয় হয়{{6}জিআর5 ইস্পাত ফাস্টেনার প্রতিস্থাপন ওজন কমানোর জন্য একটি লাভজনক পছন্দ৷ ইঞ্জিনের ক্রায়োজেনিক বিভাগে GR5 দিয়ে 17-4PH বোল্ট প্রতিস্থাপন করলে ওজন 44% কমে যায়।
মেডিকেল ইমপ্লান্ট
GR5 হল অর্থোপেডিক ইমপ্লান্ট-নিতম্বের জয়েন্ট, হাঁটুর জয়েন্ট, হাড়ের প্লেট এবং ডেন্টাল ইমপ্লান্টের জন্য একটি আদর্শ উপাদান। তিনটি কারণ: ভাল জৈব-সামঞ্জস্যতা (TiO2 ফিল্ম স্বতঃস্ফূর্তভাবে টাইটানিয়াম পৃষ্ঠে তৈরি হয়, অ-বিষাক্ত এবং অ-প্রত্যাখ্যান করে); 110 GPa-এর একটি ইলাস্টিক মডুলাস, 55% কোবাল্ট-ক্রোমিয়াম অ্যালয়-হাড়ের 20-30 GPa-এর কাছাকাছি, স্ট্রেস শিল্ডিং প্রভাব হ্রাস করে; এবং 950 MPa এর শক্তি, লোড বহনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
যাইহোক, GR5 এর ইলাস্টিক মডুলাস এখনও হাড়ের চেয়ে বেশি-দীর্ঘ-মেয়াদী ইমপ্লান্টেশন হাড়ের শোষণের কারণ হতে পারে। বর্তমানে, ছিদ্রযুক্ত GR5 (50-70% ছিদ্রযুক্ত 3D মুদ্রিত) ইলাস্টিক মডুলাসকে 15-30 GPa-এ কমিয়ে আনতে পারে, যা ক্যানসেলস হাড়ের কাছাকাছি।
GR5 এর মেশিনিং চ্যালেঞ্জ
টাইটানিয়াম অ্যালোয়ের উচ্চ কাটিং তাপমাত্রা - টাইটানিয়ামের তাপ পরিবাহিতা ইস্পাতের মাত্র 1/4, কাটিং প্রান্তে কাটিং তাপকে কেন্দ্রীভূত করে এবং দ্রুত সরঞ্জাম পরিধানের কারণ হয়। কার্বাইড টুলের সাহায্যে GR5 ঘুরানোর জন্য 40 m/min এর রৈখিক গতির প্রয়োজন, যা 304 স্টেইনলেস স্টিলের মেশিন করার জন্য প্রয়োজনীয় গতির 1/3। ক্লোরিন-ধারণকারী কুল্যান্টের প্রয়োজন - সাধারণ ইমালশনগুলি অকার্যকর।