كرات التيتانيوم عالية المقاومة ASTM B863 الدرجة 5 كرة التيتانيوم الصلبة الدرجة 5 كرة التيتانيوم 8 ملم

إدخال كرات التيتانيوم:

كرات التيتانيوم هي مكونات معدنية كروية مصنوعة في المقام الأول من التيتانيوم أو سبائك التيتانيوم.يتم تصميمها بدقة وفقًا لمعايير صارمة وتجد تطبيقًا في مجموعة واسعة من الصناعات بسبب خصائص التيتانيوم الفريدة.

خصائص التيتانيوم من الدرجة 5:

الدرجة 5 من التيتانيوم (Ti-6Al-4V) هي واحدة من سبائك التيتانيوم الأكثر استخدامًا بسبب مزيجها الممتاز من القوة والوزن المنخفض ومقاومة التآكل.وهي تتكون بشكل رئيسي من 90٪ من التيتانيومالتيتانيوم من الدرجة الخامسة هو التيتانيوم من الدرجة الخامسة، الذي يحتوي على 6٪ من الألومنيوم و 4٪ من الفاناديوم. هذا السبائك يُقدّر لخصائصه الميكانيكية الفائقة وفعاليّته في مجموعة واسعة من التطبيقات. فيما يلي الخصائص الرئيسية للتيتانيوم من الدرجة الخامسة:

1نسبة القوة إلى الوزن العالية

• القوة: التيتانيوم من الدرجة 5 له قوة سحب عالية ، عادة حوالي 900 MPa (130,000 psi) ، ويمكن استخدامه في التطبيقات الهيكلية المتطلبة.
• خفيفة الوزن: التيتانيوم أخف بكثير من الفولاذ ، بنحو 45٪ أخف من مكونات الفولاذ المكافئة. وهذا يجعله مثاليًا للاستخدام في التطبيقات التي يكون فيها الوزن عاملاً حاسماً ،مثل الطيرانصناعات السيارات والبحرية.

2مقاومة ممتازة للتآكل

• مقاومة التآكل: يظهر التيتانيوم من الدرجة الخامسة مقاومة متميزة للتآكل، حتى في البيئات العدوانية للغاية مثل مياه البحر والكلوريدات والأحماض والأساسيات.هذا يجعلها مناسبة للاستخدام في البحرية، المعالجة الكيميائية، والبيئات الطبية.
• طبقة التشويش: يشكّل التيتانيوم طبقة أكسيد طبيعية تحميه من المزيد من التآكل، حتى في البيئات التي تتدهور فيها المعادن الأخرى.

3مقاومة جيدة للتعب

• قوة التعب: سبائك التيتانيوم ، وخاصة الدرجة 5 ، تظهر مقاومة ممتازة للتعب. وهذا يعني أنها يمكن أن تتحمل الإجهاد المتكرر والحمل الدوري دون فشل ،مما يجعلها مثالية للمكونات التي تواجه قوى ديناميكية، مثل هياكل الطائرات أو محركات السيارات.
• عمر الخدمة الطويل: تساهم هذه المقاومة العالية للتعب في حياة خدمة أطول في التطبيقات التي تتعرض فيها الأجزاء إلى ضغوط متكررة أو متقلبة.

4مقاومة درجات الحرارة العالية

• مقاومة الحرارة: يمكن للتيتانيوم من الدرجة 5 أن يتحمل درجات حرارة أعلى من التيتانيوم النقي ، مع نقطة انصهار تبلغ حوالي 1670 درجة مئوية (3.038 درجة فهرنهايت).يحافظ على خصائصه الميكانيكية في درجات حرارة مرتفعة ويحافظ على قوة عالية حتى في بيئات ذات درجات حرارة عالية، مثل التطبيقات الفضائية والصناعية.
• الاستقرار الحراري: يمكن للتيتانيوم من الدرجة 5 الحفاظ على سلامته الهيكلية في درجات الحرارة التي تتراوح من -250 درجة مئوية إلى 400 درجة مئوية (-418 درجة فهرنهايت إلى 752 درجة فهرنهايت) دون تدهور كبير في القوة.

5التوافق البيولوجي

• التوافق البيولوجي: واحدة من الميزات المتميزة للتيتانيوم من الدرجة 5 هي التوافق البيولوجي ، مما يعني أنه غير سام ويمكن استخدامه بأمان داخل جسم الإنسان.يستخدم عادة في الزرع الطبي مثل استبدال المفاصل، زرع الأسنان، والأجهزة الجراحية.
• لا يوجد رفض: يتحمل التيتانيوم من الدرجة 5 بشكل جيد من قبل جسم الإنسان ولا يسبب ردود فعل سلبية أو رفض ، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الطبية والاحتياطية.

خصائص وخصائص:

مادة التيتانيوم: تشتهر بتقاسيمها الاستثنائية بين القوة والوزن، التيتانيوم هو واحد من أقوى وأخف المعادن المتاحة.مما يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات المتطلبة.

التصميم المجوف: يقلل الداخل المجوف من وزن الكرة مع الحفاظ على سلامة الهيكل.هذا التصميم مفيد بشكل خاص في التطبيقات حيث تخفيض الوزن أمر بالغ الأهمية دون المساس بقوة.

مقاومة التآكل: مثل مكونات التيتانيوم الصلبة ، تظهر كرات التيتانيوم المجوفة مقاومة عالية للتآكل ، بما في ذلك مقاومة مياه البحر والأحماض والبيئات القاسية الأخرى.هذه الخصائص تجعلهم مناسبين للملاحة البحرية، المعالجة الكيميائية، والتطبيقات الفضائية.

التوافق الحيوي: التيتانيوم متوافق الحيوي ، مما يعني أنه غير سام ولا يسبب ردود فعل سلبية عند الاتصال بالأنسجة البيولوجية.هذا يجعل كرات التيتانيوم المجوفة مناسبة للزرع الطبي والأدوات الجراحية.

أداء درجة حرارة عالية: يمكن للتيتانيوم تحمل درجات حرارة عالية دون فقدان خصائصه الميكانيكية ، وهو أمر مفيد في التطبيقات المعرضة للحرارة الشديدة أو الدورة الحرارية.

الهندسة الدقيقة: يتم تصنيع كرات التيتانيوم المجوفة وفقاً للمواصفات الدقيقة باستخدام تقنيات معالجة أو تشكيل متقدمة. وهذا يضمن جودة ثابتة ودقة الأبعاد.

أنواع مختلفة من كرات التيتانيوم:

تتوفر كرات التيتانيوم في أنواع مختلفة بناءً على سبيكة التيتانيوم المحددة المستخدمة وعملية التصنيع المستخدمة. فيما يلي بعض الأنواع والاختلافات الشائعة:

كرات من التيتانيوم النقي:

كرات التيتانيوم من الدرجة 1 (Ti-Gr.1): مصنوعة من التيتانيوم النقي تجارياً ، وتقدم مقاومة ممتازة للتآكل وقابلية جيدة للتشكيل.

كرات التيتانيوم من الدرجة 2 (Ti-Gr.2): مماثلة للدرجة 1 ولكن مع قوة أعلى قليلاً بسبب كمية صغيرة من الأكسجين والحديد.

كرات من سبيكة التيتانيوم:

كرات التيتانيوم من الدرجة الخامسة (Ti-6Al-4V): هو سبيكة التيتانيوم الأكثر استخدامًا ، والتي تجمع التيتانيوم مع 6٪ من الألومنيوم و 4٪ من الفاناديوم. تقدم قوة عالية ومقاومة جيدة للتآكل ومقاومة الحرارة.

كرات التيتانيوم من الدرجة 23 (Ti-6Al-4V ELI): نوع من التيتانيوم من الدرجة 5 مع عناصر متداخلة منخفضة للغاية (ELI)مما يجعلها مناسبة للتطبيقات الطبية الحيوية بسبب تحسين صلابة الكسور والتوافق الحيوي.

سبائك التيتانيوم الأخرى: يمكن أيضًا تصنيع الكرات من سبائك التيتانيوم الأخرى مثل الصف 7 (Ti-Gr.7) ، الصف 9 (Ti-Gr.9) ، والصف 12 (Ti-Gr.12).كل منها يقدم مجموعات محددة من الخصائص مثل تحسين مقاومة التآكل، قابلية اللحام، والقوة الميكانيكية.

كرات التيتانيوم الدقيقة:

تصنيعها بمواصفات صارمة جداً للتطبيقات التي تتطلب دقة عالية، مثل محامل الطيران والصمامات والأدوات.

تخضع هذه الكرات لعمليات معالجة متخصصة أو طحن أو طحن لتحقيق دقة أبعاد دقيقة وإنهاء السطح.

كرات من التيتانيوم ذات الجودة الطبية:

تم إنتاجها خصيصاً من سبائك التيتانيوم المتوافقة مع البيئة مثل الدرجة 5 (Ti-6Al-4V ELI) للاستخدام في الزرع الطبي والأطراف الاصطناعية والأدوات الجراحية.

يتم تصنيع هذه الكرات بعناية لتلبية معايير الأجهزة الطبية الصارمة للتوافق الحيوي والمتانة.

كرات التيتانيوم المخصصة:

مصممة ومصنعة لتلبية متطلبات العملاء الخاصة فيما يتعلق بالحجم وتكوين السبائك والتشطيب السطحي وخصائص الأداء.

قد تتضمن كرات التيتانيوم المخصصة أدوات إضافية وعمليات تصنيع مصممة لتطبيقات صناعية أو بحثية فريدة.

مواصفات المنتج:

التيتانيوم من الدرجة 5 (Ti-6Al-4V) هو واحد من سبائك التيتانيوم الأكثر استخدامًا بسبب مزيج ممتاز من القوة العالية والوزن المنخفض ومقاومة التآكل.عندما تستخدم لكرات التيتانيوم (غالبا ما يشار إليها باسم محامل كرات التيتانيوم أو كرات التيتانيوم)يقدم الدرجة الخامسة العديد من المزايا الرئيسية.

مزايا كرات التيتانيوم من الدرجة 5 (Ti-6Al-4V)

1. نسبة القوة إلى الوزن العالية:

   • تيتانيوم الدرجة 5 (Ti-6Al-4V) مشهور بنسبة قوته إلى وزنه العالية. إنه أقوى بكثير من التيتانيوم النقي (مثل الدرجة 1 والدرجة 2) ،مما يجعلها مثالية للتطبيقات التي تتطلب قوة عالية دون إضافة الوزن.
   • بالنسبة لكرة التيتانيوم ، هذا يعني أنها يمكن أن تتحمل أحمالًا عالية وتوترًا مقارنةً بكرة التيتانيوم من الدرجة الأقل ، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات عالية الأداء.

2. المقاومة الممتازة للتآكل:

   • التيتانيوم ، وخاصة الدرجة 5 ، لديه مقاومة استثنائية للتآكل ، حتى في البيئات القاسية مثل المياه المالحة والحلول الحمضية أو القلوية.
   • هذا يجعل كرات التيتانيوم من الدرجة 5 مثالية للتطبيقات في البحرية والفضاء والبيئات المعالجة الكيميائية حيث يمكن أن يكون التآكل مصدر قلق كبير.

3. التوافق الحيوي:

   • التيتانيوم من الدرجة الخامسة متوافق بيولوجيًا، مما يعني أنه غير سام ويمكن استخدامه بأمان في الجسم البشري. وهذا يجعله خيارًا شائعًا للزرع الطبي،مثل استبدال المفاصل وزرع الأسنان.
   • غالباً ما تستخدم كرات التيتانيوم المصنوعة من الدرجة 5 في الأجهزة الطبية والأدوات الجراحية التي تتطلب مواد آمنة للجسم.

4. الصمود:

   • القوة العالية والمقاومة الممتازة للتعب واللباس تجعل كرات التيتانيوم من الدرجة 5 متينة للغاية. أنها تعمل بشكل جيد في ظروف التوتر العالي ، بما في ذلك الحركة المستمرة أو الاصطدام المتكرر.
   • هذا مفيد بشكل خاص في أنظمة المحامل أو الآلات الدوارة ، حيث الأداء الطويل الأمد أمر بالغ الأهمية.

5. خفيف الوزن:

   • التيتانيوم هو معدن خفيف الوزن (أخف بنسبة 45٪ من الصلب) مع الحفاظ على قوة ممتازة. وهذا مفيد بشكل خاص في تطبيقات مثل الطيران والفضاء والمعدات الرياضية ،عندما يكون من الضروري تقليل الوزن دون المساس بالقوة.
   • بالنسبة للتطبيقات التي تتطلب كرات الدقة، مثل محامل الكرات أو كرات الصمامات، توفر كرات التيتانيوم من الدرجة 5 ميزة كبيرة في الوزن على كرات الصلب التقليدية.

6. غير مغناطيسي:

   • التيتانيوم من الدرجة الخامسة غير مغناطيسي، وهو أمر بالغ الأهمية في صناعات معينة، مثل الإلكترونيات وأجهزة التصوير بالرنين المغناطيسي والمعدات عالية الدقة، حيث يمكن أن يكون التداخل المغناطيسي مشكلة.
   • هذا يجعل كرات التيتانيوم من الدرجة 5 مناسبة للتطبيقات غير الحديدية عالية الدقة حيث يجب تجنب الخصائص المغناطيسية.

7. مقاومة لدرجات الحرارة العالية:

   • التيتانيوم من الصف 5 لديه نقطة انصهار أعلى من التيتانيوم النقي (1,670 درجة مئوية أو 3,038 درجة فهرنهايت)مما يجعلها مقاومة لدرجات الحرارة العالية وقادرة على الحفاظ على سلامتها الهيكلية في درجات الحرارة المرتفعة.
   • في البيئات التي تواجه فيها تقلبات في درجة الحرارة أو درجات حرارة عالية، تحتفظ كرات التيتانيوم من الدرجة 5 بخصائصها بشكل أفضل من المواد الأخرى، مثل الصلب أو التيتانيوم النقي.

8. التخصيص والدقة:

   • يمكن تصنيع كرات التيتانيوم من الدرجة الخامسة بمسامح دقيقة للغاية، مما يجعلها مناسبة للهندسة عالية الدقة والتطبيقات التي تكون الدقة حاسمة.
   • سواء كانت تستخدم في محامل الكرات أو الصمامات أو الأختام ، فإن القدرة على إنتاج كرات التيتانيوم الكروية مع الحد الأدنى من الاختلاف أمر حاسم للأداء.

9. مقاومة التعب:

   • التيتانيوم من الدرجة الخامسة يقدم مقاومة ممتازة للتعب، مما يعني أنه يمكن أن يتحمل الأحمال الدورية لفترات طويلة دون فشل.هذه خاصية حاسمة في تطبيقات مثل الطيران والفضاء وقطع السيارات التي تعاني من الإجهاد المتكرر والحركة.

10. مقاومة الارتداء:

    • التيتانيوم، وخاصة الدرجة الخامسة، لديه مقاومة جيدة للارتداء، مما يعني أنه يتحمل بشكل جيد ضد التآكل والارتداء.هذا مهم بالنسبة إلى محامل الكرات أو كرات الصمام حيث يمكن أن يضعف الاحتكاك والارتداء الأداء بمرور الوقت.

تطبيقات كرات التيتانيوم من الدرجة 5:

بسبب هذه المزايا ، يتم استخدام كرات التيتانيوم من الدرجة 5 في مجموعة متنوعة من التطبيقات الحرجة:

• محامل الكرات: تستخدم في مجال الطيران والفضاء والبحرية والآلات عالية الأداء لتحقيق حركة التدحرج السلسة والمتينة ومقاومة للتآكل.
• الأجهزة الطبية: مثل الزراعة، والأطراف الاصطناعية، ومكونات الأسنان بسبب توافقها البيولوجي وقوته.
• المعدات الكيميائية والبحرية: لكرة الصمام أو الختم التي تتطلب مقاومة التآكل وقوة عالية تحت الضغط.
• الفضاء الجوي: كمكونات عالية الأداء في المحركات، ومركبات الهبوط، وأنظمة المركبات الفضائية حيث تكون القوة العالية والوزن الخفيف ضرورية.
• المعدات الرياضية: تستخدم في معدات الرياضة الراقية مثل نادي الغولف والدراجات ، والأدوات الجراحية بسبب قوتها وخصائصها الخفيفة الوزن.

ملخص المزايا الرئيسية:

التطبيقات الشائعة للتيتانيوم من الدرجة 5:

• الفضاء الجوي: مكونات الطائرات، أجهزة الهبوط، شفرات التوربينات، المرفقات.
• الطبية: الزرع، الأدوات الجراحية، زرع الأسنان، الأجهزة العظامية.
• البحرية: أجزاء السفن، معدات تحلية مياه البحر، الهياكل تحت الماء.
• المعالجة الكيميائية: مبادلات الحرارة، المفاعلات، الصمامات، الأنابيب.
• الرياضة والترفيه: دراجات عالية الأداء، ونود الغولف، ومعدات الرياضة.
• الطاقة: منصات الحفر البحرية، المفاعلات النووية، مبادلات الحرارة.