Titan stupnja 5 u odnosu na druge stupnjeve titana: svojstva, čvrstoća i odabir

Vrste titana dijele se u dvije obitelji. Komercijalno čisti stupnjevi 1-4 su nelegirani titan čija je čvrstoća uglavnom kontrolirana intersticijskim sadržajem kisika i željeza, uz ograničenja postavljena prema ASTM B265. Vrste legura dodaju elemente kao što su aluminij i vanadij; Grade 5 (Ti-6Al-4V), Grade 9 (Ti-3Al-2.5V) i Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) su najčešće navedeni. U Kini su ekvivalentni listovi, ploče i proizvodi pokriveni GB/T 3621, a legure medicinskih implantata slijede ISO 5832-3. Svaka vrijednost čvrstoće navedena u ovom članku minimalna je za žareni proizvod prema ASTM B265 osim ako nije naveden drugi standard.

Stupanj 5 je alfa-beta legura: aluminij stabilizira alfa fazu, a vanadij stabilizira beta fazu, što čini leguru toplinskom obradom. Njegov raspon sastava prema ASTM B265 je Al 5,5-6,75%, V 3,5-4,5%, Fe manji ili jednak 0,40% i O manji ili jednak 0,20%. U žarenom stanju osigurava minimalnu vlačnu čvrstoću od 895 MPa, minimalnu granicu razvlačenja od 828 MPa i 10% istezanje, s praktičnim radnim rasponom od otprilike -210 stupnjeva do 400 stupnjeva. Toplinska obrada može dodatno povećati čvrstoću u dijelovima ispod oko 25 mm; kaljivost je ograničena, tako da deblji dijelovi možda neće razviti puna svojstva.

Stupanj 5 dobro zavaruje kada se koristi odgovarajuća ili ELI žica za punjenje i stroga zaštita od inertnog-plina, a vruća-se lako oblikuje. Hladno oblikovanje je ograničeno u usporedbi s CP klasama. Uobičajena upotreba uključuje konstrukcijske dijelove i pričvršćivače zrakoplova, visoko{5}}komponente tlaka, brodski hardver i vrhunsku-sportsku robu gdje je bitan omjer-na-težinu.

CP vrste su jedno-fazne alfa legure. Njihova kemijska razlika je uglavnom u kisiku i željezu: stupanj 1 ima O manji od ili jednak 0,18% i Fe manji od ili jednak 0,20%, stupanj 2 ima O manji od ili jednak 0,25% i Fe manji od ili jednak 0,30%, stupanj 3 ima O manji od ili jednak 0,35% i Fe manji od ili jednak 0,30%, a stupanj 4 ima O Manje ili jednako 0,40% i Fe Manje ili jednako 0,50% prema ASTM B265. Minimalna vlačna čvrstoća stoga se povećava s 240 MPa (1. stupanj) na 345 MPa (2. stupanj), 450 MPa (3. stupanj) i 550 MPa (4. stupanj).

Grade 1 je najduktilniji u obitelji i naširoko se koristi za pločaste izmjenjivače topline, obložene posude i duboko-izvučene dijelove. Stupanj 2 je najspecifičniji CP stupanj za kemijska postrojenja, cjevovode za morsku vodu i opremu za-postrojenja za izbjeljivanje: kombinira korisnu čvrstoću s izvanrednom otpornošću na mokri klor i vruće kloridne medije, zbog čega su miješalice s klor-dioksidom, cjevovod i pričvrsni elementi u modernim postrojenjima za izbjeljivanje obično razreda 2. Ocjene 3 i 4 specificiraju se kada je potrebna veća čvrstoća bez odricanja od korozijske učinkovitosti CP-a. obitelji, na primjer posude pod tlakom i brodske armature.

Grade 23 ima isti sadržaj aluminija i vanadija kao Grade 5, ali se proizvodi s izuzetno-niskim intersticijalima: kisik je ograničen na 0,13% umjesto 0,20%, uz strožu kontrolu željeza i drugih ostataka. Isplata je bolja otpornost na lom i duktilnost pri niskim temperaturama i čišća mikrostruktura za primjenu implantata. ISO 5832-3 pokriva stupanj 23 za kirurške implantate, a ASTM B265 pokriva oblik proizvoda. Ne tretirajte Grade 23 i Grade 5 kao međusobno zamjenjive: ELI verzija košta više i specificirana je tamo gdje su žilavost, izdržljivost i biokompatibilnost kritični, dok Grade 5 ostaje opći inženjerski izbor.

Stupanj 9 (Ti-3Al-2.5V, UNS R56320) nalazi se između CP razreda i razreda 5 s minimalnom vlačnom čvrstoćom od 620 MPa i osjetno boljom hladnom formabilnosti i zavarljivošću. Uobičajen je izbor za hidrauličke cijevi, zrakoplovne kanale i okvire bicikala gdje se umjerena čvrstoća mora kombinirati s lakim oblikovanjem.

Donja tablica navodi minimalne vrijednosti žarenja prema ASTM B265 za lim, ploču i traku; Grade 23 dodatno zadovoljava ISO 5832-3 za primjenu implantata. Upotrijebite ga kao prvi filtar, a zatim potvrdite prema potvrdi tvornice stvarne serije.

Otpornost na koroziju

U većini vodenih medija CP stupnjevi pokazuju jednaku ili malo bolju otpornost na koroziju od stupnja 5. Stupanj 5 stvara stabilan pasivni film i dobro se ponaša u oksidirajućim kiselinama i mnogim kloridnim sredinama, ali u vrućim redukcijskim kiselinama i u-službama klorida sklonim pukotinama, CP stupnjevi su sigurnija specifikacija. Stupanj 2, na primjer, praktički je otporan na mokri klor između oko 10 stupnjeva i 80 stupnjeva, zbog čega dominira u cjevovodima-postrojenja za izbjeljivanje i miješalicama.

Mogućnost oblikovanja

CP stupnjevi, posebno stupnjevi 1 i 2, lako se hladno oblikuju i mogu se duboko izvlačiti, vrtjeti i savijati sa skromnim dodacima. Stupanj 5 ima ograničenu mogućnost hladnog oblikovanja i obično je toplo-oblikovan; njegovo ponašanje pri opruživanju i trzanju mora se planirati u alatu i podmazivanju.

Zavarljivost

Obje obitelji zavaruju, ali pravila se razlikuju. Gradacija 2 je među vrstama titana koje je najlakše zavariti i često se koristi za zavarene kemijske cjevovode. Stupanj 5 zahtijeva odgovarajuću ili ELI žicu za punjenje, temeljito čišćenje površine i strogu zaštitu od inertnog-plina; s tim mjerama daje zdrave, duktilne zavare, iako svojstva-zone zavara mogu pasti ispod čvrstoće osnovnog-metala u debelim dijelovima.

trošak

Stupanj 5 obično košta više od CP razreda zbog legirajućih elemenata i dodatne obrade. Stupanj 23 (ELI) nosi daljnju premiju potaknutu niskom-intersticijskom kontrolom i medicinskom-sljedivosti. Stupanj 2 je ekonomična zadana vrijednost za otpornost na koroziju; Stupanj 1 košta slično i mijenja malo čvrstoće za maksimalnu sposobnost oblikovanja.

Redom prođite kroz ovih pet provjera, a zatim usporedite cijenu i dostupnost zaliha.

Medicinski implantat ili kriogena komponenta?Koristite stupanj 23 (Ti-6Al-4V ELI) prema ISO 5832-3, s ograničenjem kisika na 0,13%.

Veliko opterećenje konstrukcije pri umjerenoj temperaturi?Koristite stupanj 5 (Ti-6Al-4V); potvrdite debljinu presjeka prema granicama toplinske obrade.

Korozija u vodi (morska voda, mokri klor, kloridi, kiseline)?Koristite stupanj 2; odaberite Grade 1 kada dominiraju duktilnost i oblikovanje, kao kod pločastih izmjenjivača topline.

Trebate više čvrstoće od stupnja 2 uz zadržavanje CP performansi korozije?Koristite stupanj 4 za pričvršćivače i-industrijske dijelove otporne na habanje.

Tanko{0}}cijev koja se mora lako savijati i zavarivati ​​pri umjerenoj čvrstoći?Koristite stupanj 9 (Ti-3Al-2,5V).

Kada stupanj kandidata zadovoljava više od jedne rute, odlučite o opskrbi i cijeni: stupanj 2 i stupanj 5 dominiraju dostupnošću zaliha u cijelom svijetu, dok stupanj 23 i stupanj 9 obično zahtijevaju vrijeme isporuke i minimalne količine.

Mi smo specijalizirana tvornica usmjerena na istraživanje i razvoj i proizvodnju proizvoda od titana i legura titana. Opremljeni osnovnim postrojenjima kao što su peći za vakuumsko lučno pretaljivanje (VAR), preše za brzo kovanje, precizne valjaonice i CNC obradni centri, sposobni smo proizvesti cijeli niz proizvoda uključujući ploče od titana, cijevi, šipke, žice i precizne otkivke. Provodimo strogu kontrolu kvalitete kroz cijeli proces od sirovina do gotovih proizvoda. Naš laboratorij opremljen je ispitnim instrumentima kao što su optički emisijski spektrometri (OES), univerzalnim strojevima za ispitivanje i ultrazvučnim detektorima grešaka, čime se osigurava da su sastav proizvoda, mehanička svojstva i unutarnja kvaliteta u potpunosti u skladu s međunarodnim standardima kao što su ASTM, AMS i GB/T. Posvećeni smo pružanju visoko-učinkovitih,-preciznih rješenja od titana i pouzdanih usluga opskrbnog lanca globalnim klijentima u zrakoplovnoj, medicinskoj, kemijskoj i-industriji robe široke potrošnje.

P1. Je li razred 5 isto što i razred 23?

Ne. Oba su Ti-6Al-4V, ali stupanj 23 je ELI (extra-low interstitial) verzija s kisikom ograničenim na 0,13% umjesto 0,20%. Stupanj 23 specificiran je za kirurške implantate prema ISO 5832-3 i za kriogene usluge; košta više i nije zamjena za razred 5 u općem inženjerstvu.

Q2. Koji je stupanj titana najbolji za morsku vodu?

Za cjevovode, izmjenjivače topline i spremnike, Grade 2 je uobičajeni izbor zbog svoje kombinacije otpornosti na koroziju, zavarljivosti i cijene. Stupanj 5 koristi se za pričvršćivače i strukturalne nosače s morskom vodom gdje je čvrstoća kontrolni zahtjev.

Q3. Koje su stvarne vlačne čvrstoće razreda 5 i razreda 2?

Minimalne vrijednosti žarenja prema ASTM B265: stupanj 5 ima 895 MPa rastezljivost i 828 MPa popuštanje; Grade 2 ima 345 MPa rastezljivost i 275 MPa popuštanje. Uvijek potvrdite certifikatom mlina, jer stvarne vrijednosti variraju ovisno o obliku proizvoda i toplinskoj obradi.

Q4. Može li se titan razreda 5 zavarivati?

Da. Upotrijebite odgovarajuću ili ELI žicu za punjenje, temeljito očistite područje spoja i zaštitite zonu zavara zaštitnim inertnim plinom. Varovi su zdravi i duktilni kada su ispunjeni ovi uvjeti; Hladno oblikovanje stupnja 5 je, nasuprot tome, ograničeno.

P5. Koji je razred najjeftiniji?

Među uobičajenim ocjenama, stupanj 2 je ekonomična zadana vrijednost za zaštitu od korozije, s stupnjem 1 na sličnoj razini. Razred 5 košta više, a stupanj 23 (ELI) je najskuplji od ovdje obuhvaćenih stupnjeva zbog niske-intersticijske kontrole i medicinske-sljedivosti ocjene.