Титановый сплав 6Al4V Titanium / Carbon Fiber

Титан — десятый по распространённости в земной коре химический элемент. Несмотря на это, в чистом виде титан был получен только в двадцатых годах прошлого века. Титан — это прочный, но лёгкий серебристо-белый металл, стойкий к воздействию многих химических веществ и окислению. Коррозийный процесс в титане могут запустить только очень агрессивные химические вещества — плавиковая, ортофосфорная и концентрированная серная кислоты.

Титан — материал с высокой вязкостью, что затрудняет процесс его обработки. Титан с трудом поддаётся, например, резке. Ещё одна характерная особенность титана — большое электрическое сопротивление. Огромную ценность представляет высокая прочность этого металла — титан в два раза прочнее железа, не смотря на свою относительно низкую плотность.

Именно прочностью титана объясняется его популярность в сферах производства, требующих повышенной стойкости к различным воздействиям. Это и химическая промышленность, где служат титановые ёмкости, трубопроводы и насосы, и медицина, где применяются титановые протезы, и многие другие сферы человеческой деятельности.

Титан сохраняет прочность и пластичность даже при весьма низких температурах, поэтому данный металл нашёл широкое применение в криогенной промышленности. Противоположное свойство титана — жаропрочность, привлекла к нему внимание авиа- и ракетостроителей. Самолёты и ракеты содержат множество деталей, изготовленных из сплавов титана, ванадия и алюминия.

Судостроительные компании используют титановые сплавы для производства деталей с высокой устойчивостью к коррозии. Титан применяется при изготовлении ювелирных украшений, часов и различных аксессуаров. Стоимость титана довольно высока, поэтому он применяется ещё не везде, но у этого металла, обладающего уникальными характеристиками, большое будущее.

Ti6Al4V наиболее распространенный сплав титана, имеет превосходные механические свойства, считается самым прочным и жестким титановым сплавом, отличается особо высокой сложностью обработки. Имеет плотность 4500 кг/м³ и прочность на разрыв более 900 МПа. Сплав Ti6Al4V предоставляет огромные преимущества по снижению веса в таких отраслях, как аэрокосмос, автомобилестроение и судостроение.

Также Ti6Al4V применяется в различных областях медицины. Биосовместимость Ti6Al4V превосходна, особенно если необходим непосредственный контакт с тканями или костью.

Carbon fiber — это ткань из углеродных нитей. Карбон (то есть, углерод) как материал получил большое распространение после того, как в гонках класса «Формула-1» стали участвовать автомобили, многие части которых были изготовлены из углерода. Углеродная ткань, сложенная в несколько слоёв, заливается смолой, после чего из неё производят детали гоночных болидов.

Что касается самой углеродной ткани, то прежде чем её ткать из карбоновых нитей, специалисты определяются с рисунком ткани, после чего происходит сам процесс тканья. После того, как ткань будет готова, её складывает в несколько раз, количество слоёв углеродной ткани зависит от того, какая деталь будет изготавливаться из неё. Чем прочнее должна быть деталь, тем больше слоёв ткани уходит на неё. После того, как ткань сложена в нужную форму, её пропитывают эпоксидной смолой и, если это требуется, окрашивают.

Карбоновая ткань — это красивый и лёгкий, но в то же время прочный материал. Карбон легче, но прочнее стали, он обладает отличными антикоррозионными характеристиками, химически нейтрален и выдерживает большие нагрузки. Карбоновую нить почти невозможно порвать, но можно сломать, поэтому применяется эпоксидная смола, которая увеличивает прочность углеродных нитей в несколько раз, существенно не увеличивая вес пропитываемой ткани.

Конечно, у карбона есть и недостатки. Первый и самый очевидный — высокая стоимость материала. Второй недостаток — карбоновая ткань плохо переносит ультрафиолет. Под воздействием прямых солнечных лучей такая ткань быстро выцветает. Карбон также плохо переносит точечные удары. Как мы уже писали выше, карбоновые нити прочны на разрыв, но даже залитые «эпоксидкой» всё так же боятся переломов. И ещё один существенный недостаток — повреждённые карбоновые детали не подлежат ремонту, их можно только заменить на аналогичные.