Įvairių titano rūšių supratimas

Kodėl svarbu pasirinkti titano rūšį

Titanas nurodomas pagal klasę, nes mechaninės savybės smarkiai keičiasi dėl nedidelių intersticinių elementų ir lydinių priedų poslinkių. Deguonis, geležis, anglis, azotas ir vandenilis kontroliuojami iki griežtų didžiausių ribų pagal ASTM B265 (plokštė, lakštas ir juostelė) ir ASTM B348 (stypas ir ruošinys), o kiekviena klasė skirtingai reaguoja į formavimo, suvirinimo ir eksploatavimo apkrovas. Pirkėjai, kurie visą titaną laiko viena medžiaga, rizikuoja viršyti-nurodydami kainą arba per mažą{5}}nurodyti stiprumą. Šiame vadove palyginamos bendros ASTM klasės pagal sudėtį, savybes ir realų pritaikymą.

Komerciniu požiūriu grynas 1-4 klasės

1-4 klasės yra nelegiruotas titanas, kurio stiprumas didėja esant deguonies ir geležies kiekiui. 1 laipsnis (UNS R50250) apriboja deguonies koncentraciją iki 0,18 % ir pasižymi didžiausiu lankstumu, kurio minimalus tempiamasis stipris yra 240 MPa, o išeiga 170 MPa pagal ASTM B265. 2 klasė (UNS R50400), pramoninis darbinis arkliukas, leidžia naudoti 0,25% deguonies ir 0,30% geležies, todėl minimalus tempiamasis stipris yra 345 MPa, o išeiga - 275 MPa. 3 laipsnis (UNS R50550) pasiekia 450 MPa tempimą su 0,35% deguonies. 4 klasė (UNS R50700) yra stipriausia CP klasė, esant mažiausiai 550 MPa tempimui ir dažnai naudojama ten, kur reikalingas didesnis kietumas be legiravimo.

Visos CP rūšys turi savaime{0}}gyjančią oksido plėvelę, kuri užtikrina atsparumą jūros vandeniui ir cheminei korozijai, todėl praktinis skirtumas yra formuojamumas ir stiprumas. 1 klasė yra pageidautina giliam tempimui, tarpikliams ir cheminiams pamušalams; 2 klasė dominuoja šilumokaičiuose, vamzdynuose ir konstrukcinėse jūrinėse dalyse; 4 laipsnis būdingas tvirtinimo detalėms, medicinos instrumentams ir{5}}dėvėjimuisi linkusioms dalims.

Alfa{0}}Beta lydiniai: 5 ir aukštesnės klasės

5 klasė (Ti-6Al-4V, UNS R56400) prideda 5,5–6,75 % aliuminio ir 3,5–4,5 % vanadžio, todėl minimalus tempiamasis stipris padidėja iki 895 MPa ir išeiga iki 828 MPa, esant 4,43 g/cm3 tankiui. Aliuminis stabilizuoja alfa fazę, kad padidintų stiprumą ir atsparumą šliaužimui; vanadis stabilizuoja beta kietumą ir terminį apdorojimą. Tai numatytasis struktūrinis lydinys aviacijos, medicinos ir automobilių sporto dalims ir gali būti tiekiamas atkaitintas, apdorotas tirpalu ir sendintas arba ELI variante (23 klasė, UNS R56407) su 0,13 % deguonies ribojimu, kad implantų atsparumas lūžiams pagal ASTM F136.

Kaip pasirinkti pažymį

Formavimas arba gilus braižymas: 1 laipsnis arba 2 laipsnis; galima lengvai formuoti šaltai ir suvirinti be po-suvirinimo terminio apdorojimo.

Korozijos priežiūra chloriduose ir jūros vandenyje: 2 laipsnis arba 7 laipsnis (Ti-0,15Pd) ir 12 laipsnis (Ti-0,3Mo-0,8Ni), kai yra plyšių korozija ir redukuojančios rūgštys.

Didelis stiprumo -ir-svorio santykis: 5 arba 9 laipsnis (Ti-3Al-2,5 V, UNS R56320), pastarasis užtikrina geresnį formavimą šaltuoju būdu esant minimaliam tempimui 620 MPa.

Medicininiai implantai: 23 laipsnio (Ti-6Al-4V ELI) iki ASTM F136 arba CP 1/2 laipsnio iki ASTM F67, skirtus nelaikantiems įrenginiams.

Padidintos temperatūros aptarnavimas: 5 laipsnis iki maždaug 400 laipsnių ilgalaikėje -paslaugoje; virš to nurodomi alfa lydiniai, tokie kaip Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo.

Kaina yra tokia pati: CP klasės yra pigiausios, 5 klasė papildo legiravimo ir apdorojimo sąnaudas, o ELI arba paladžio{1}} guolių klasės turi priemoką, kurią pateisina tik specifiniai korozijos arba biologinio suderinamumo reikalavimai.

DUK

Kuri titano klasė yra stipriausia?

Tarp įprastų klasių 5 klasės (Ti-6Al-4V), kurios minimalus tempiamasis stipris yra 895 MPa, yra stipriausia plačiai sukaupta klasė. Termiškai apdoroti beta lydiniai viršija jį, tačiau tai yra specialūs produktai, kurių prieinamumas yra ribotas.

Ar 2 klasės titanas yra stipresnis nei 1 klasės titanas?

Taip. 2 klasė turi aukštesnes deguonies ir geležies ribas, todėl minimalus tempiamasis stipris padidėja nuo 240 MPa (1 klasė) iki 345 MPa, išlaikant gerą formuojamumą ir suvirinamumą.

Ką UNS reiškia titano klasėse?

UNS (Unified Numbering System) yra standartinis metalo identifikavimas, naudojamas Šiaurės Amerikoje. Pavyzdžiui, 2 klasė yra UNS R50400, o 5 klasė - UNS R56400; R-priedėlių serija apima titaną ir titano lydinius.

Ar 5 klasės titaną galima suvirinti kaip CP klases?

5 laipsnio suvirinimo siūlės su argono ekranu ir atitinkamu užpildu, pvz., ERTi-5, tačiau suvirintos jungties lankstumas yra mažesnis nei CP titano suvirinimo siūlių, todėl paprastai reikia sumažinti įtampą. 1–4 CP klasės suvirina mažiau atsargumo priemonių.

Kaip sužinoti, kokio pažymio reikia mano projektui?

Pradėkite nuo aptarnavimo aplinkos: chloro arba rūgšties poveikio vietos CP arba Pd/Mo klasėms; apkrovą-nešanti arba lengva konstrukcija nurodo 5 arba 9 klasę; sudaryti sudėtingumo taškus į 1 arba 2 laipsnį. Prieš užsakydami patikrinkite{5}}, kaip atitinka ASTM B265 arba ASTM B348 minimalių savybių lenteles.