Razumijevanje različitih vrsta titanijuma

Zašto je važan odabir titanijumske klase

Titan je određen prema klasi jer se mehanička svojstva naglo mijenjaju s malim pomacima među elementima i dodacima legure. Kiseonik, gvožđe, ugljenik, azot i vodonik se kontrolišu do strogih maksimalnih granica prema ASTM B265 (ploča, lim i traka) i ASTM B348 (šipke i gredice), a svaki razred različito reaguje na formiranje, zavarivanje i servisna opterećenja. Kupci koji sav titanijum tretiraju kao jedan materijal rizikuju preko-specificirane cijene ili manje{5}}navedene snage. Ovaj vodič uspoređuje uobičajene ASTM ocjene o sastavu, svojstvima i realističnoj primjeni.

Komercijalno čisti razredi 1-4

Stepen 1-4 je nelegirani titanijum čija čvrstoća raste sa sadržajem kiseonika i gvožđa. Stepen 1 (UNS R50250) zatvara kiseonik na 0,18% i nudi najveću duktilnost, sa minimalnom vlačnom čvrstoćom od 240 MPa i prinosom od 170 MPa po ASTM B265. Grade 2 (UNS R50400), industrijski radni konj, dozvoljava 0,25% kiseonika i 0,30% gvožđa, dajući minimalnu zateznu čvrstoću od 345 MPa i prinos od 275 MPa. Grade 3 (UNS R50550) dostiže zateznost od 450 MPa sa 0,35% kiseonika. Razred 4 (UNS R50700) je najjači CP razred pri minimalnoj zatezi od 550 MPa i često se koristi tamo gdje je potrebna veća tvrdoća bez legiranja.

Sve CP klase dijele samozacjeljujuću oksidnu foliju koja daje otpornost na morsku vodu i hemijsku koroziju, tako da je praktična razlika oblikovnost naspram čvrstoće. Stepen 1 je poželjan za duboko izvlačenje, zaptivke i hemijske obloge; Stupanj 2 dominira izmjenjivačima topline, cjevovodima i strukturalnim brodskim komponentama; Stupanj 4 se pojavljuje u zatvaračima, medicinskim instrumentima i dijelovima-sklonim habanju.

Alfa-Beta legure: Grade 5 i dalje

Stepen 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) dodaje 5,5-6,75% aluminijuma i 3,5-4,5% vanadijuma, podižući minimalnu vlačnu čvrstoću na 895 MPa i prinos na 828 MPa pri gustini od 4443 g/cm3. Aluminij stabilizira alfa fazu za snagu i otpornost na puzanje; vanadij stabilizuje beta radi žilavosti i termičke obrade. To je zadana strukturna legura za avio, medicinske i motosportske dijelove i može se isporučiti žarena, tretirana otopinom i odležana ili u ELI varijanti (Grade 23, UNS R56407) sa ograničenjem kisika na 0,13% za otpornost na lom u implantatima prema ASTM F136.

Kako odabrati ocenu

Formabilnost ili duboko izvlačenje: 1. ili 2. stepen; lako se oblikuju u hladnom obliku i zavaruju se bez termičke obrade nakon-zavarivanja.

Korozija u hloridima i morskoj vodi: Grade 2 ili Grade 7 (Ti-0,15Pd) i Grade 12 (Ti-0,3Mo-0,8Ni) gdje su prisutne korozija u pukotinama i redukcijske kiseline.

Visok omjer čvrstoće-prema-težini: Grade 5 ili Grade 9 (Ti-3Al-2.5V, UNS R56320), potonji nudi bolju sposobnost hladnog oblikovanja pri minimalnoj zatezi od 620 MPa.

Medicinski implantati: Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) prema ASTM F136, ili CP Grade 1/2 do ASTM F67 za uređaje koji nisu nosivi.

Usluga povišene temperature: stepen 5 do oko 400 stepeni u dugotrajnoj{2}}službi; iznad toga su specificirane alfa legure poput Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo.

Troškovi prate istu ljestvicu: CP razredi su najjeftiniji, Grade 5 dodaje troškove legiranja i obrade, a ELI ili paladijum{1}} nosivosti nose premiju opravdanu samo specifičnim zahtjevima korozije ili biokompatibilnosti.

FAQ

Koji je titanijum najjači?

Među uobičajenim vrstama, Grade 5 (Ti-6Al-4V) sa minimalnom zateznom čvrstoćom od 895 MPa je najjača široko dostupna klasa. Termički obrađene beta legure ga prevazilaze, ali su to specijalni proizvodi ograničene dostupnosti.

Da li je titanijum stepena 2 jači od stepena 1?

Da. Razred 2 ima više granice kiseonika i gvožđa, podižući minimalnu zateznu čvrstoću sa 240 MPa (Grad 1) na 345 MPa, uz zadržavanje dobre formabilnosti i zavarljivosti.

Šta znači UNS u vrstama titanijuma?

UNS (Unified Numbering System) je standardna identifikacija metala koja se koristi u Sjevernoj Americi. Na primjer, Grade 2 je UNS R50400, a Grade 5 je UNS R56400; R- serija prefiksa pokriva titanijum i legure titana.

Može li se titanijum stepena 5 zavariti kao CP razredi?

Zavareni sloj 5 sa argonskom zaštitom i odgovarajućim punilom kao što je ERTi-5, ali zavareni spoj ima nižu duktilnost od CP titanijumskih zavara i obično zahtijeva smanjenje naprezanja. CP razredi 1-4 zavareni uz manje mjera opreza.

Kako da znam koja je ocjena potrebna mom projektu?

Počnite sa radnim okruženjem: tačke izloženosti hloridima ili kiselinama CP ili Pd/Mo; Nosivost{0}}noseća ili lagana konstrukcija ukazuje na stepen 5 ili 9; formiranje složenosti ukazuje na 1. ili 2. razred. Unakr-provjerite prema ASTM B265 ili ASTM B348 minimalnim tablicama svojstava prije naručivanja.