Titan třídy 5 vs. ostatní třídy titanu: Vlastnosti, síla a výběr

Titanové třídy spadají do dvou rodin. Komerčně čisté třídy 1-4 jsou nelegovaný titan, jehož pevnost je řízena především obsahem intersticiálního kyslíku a železa, s limity stanovenými ASTM B265. Typy slitin přidávají prvky jako hliník a vanad; Stupeň 5 (Ti-6Al-4V), stupeň 9 (Ti-3Al-2,5V) a stupeň 23 (Ti-6Al-4V ELI) jsou nejrozšířenější. V Číně se na ekvivalentní výrobky z desek, desek a pásů vztahuje GB/T 3621 a slitiny lékařských implantátů se řídí normou ISO 5832-3. Každá hodnota pevnosti uvedená v tomto článku je minimální pro žíhaný produkt podle ASTM B265, pokud není uvedena jiná norma.

Stupeň 5 je slitina alfa-beta: hliník stabilizuje fázi alfa a vanad stabilizuje fázi beta, díky čemuž je slitina tepelně zpracovatelná. Rozsah jeho složení podle ASTM B265 je Al 5,5-6,75 %, V 3,5-4,5 %, Fe Méně než nebo rovno 0,40 % a O Méně než nebo rovno 0,20 %. V žíhaném stavu poskytuje minimální pevnost v tahu 895 MPa, minimální mez kluzu 828 MPa a 10% prodloužení, s praktickým provozním rozsahem zhruba -210 stupňů až 400 stupňů. Tepelné zpracování může dále zvýšit pevnost v úsecích pod asi 25 mm; prokalitelnost je omezená, takže silnější profily nemusí vyvinout plné vlastnosti.

Stupeň 5 se dobře svařuje, když se používá shodný nebo přídavný drát ELI a přísné stínění inertním-plynem, a snadno se tvaruje-. Tváření za studena je ve srovnání s třídami CP omezené. Mezi typické použití patří konstrukční díly a spojovací prvky letadel, vysokotlaké -komponenty, námořní hardware a špičkové-sportovní zboží, kde záleží na poměru pevnosti-k-hmotnosti.

Typy CP jsou jednofázové-slitiny alfa. Jejich chemický rozdíl je hlavně kyslík a železo: Stupeň 1 má O Méně než nebo rovno 0,18 % a Fe Méně než nebo rovno 0,20 %, Stupeň 2 má O Méně než nebo rovný 0,25 % a Fe Méně než nebo rovný 0,30 %, Stupeň 3 má O Méně než nebo rovný 0,35 % a 0, O má menší než 0,3 % a Fe Méně než nebo rovno 0,40 % a Fe Méně než nebo rovné 0,50 % podle ASTM B265. Minimální pevnost v tahu proto stoupá z 240 MPa (1. stupeň) na 345 MPa (2. stupeň), 450 MPa (3. stupeň) a 550 MPa (4. stupeň).

Stupeň 1 je nejtažnější z řady a je široce používán pro deskové výměníky tepla, vyložené nádoby a hlubokotažné -díly. Stupeň 2 je nejspecifičtější jakost CP pro chemické závody, potrubí pro mořskou vodu a zařízení bělíren-: kombinuje užitečnou pevnost s vynikající odolností vůči vlhkému chlóru a horkému chloridovému médiu, proto mísiče oxidu chloričitého, potrubí a spojovací prvky v moderních bělírnách běžně patří do třídy 2. Stupně 3 a 4 jsou specifikovány, když je třeba vyšší odolnost proti korozi u armatur řady Marine, aniž by se například armatury vzdaly.

Třída 23 má stejný obsah hliníku a vanadu jako třída 5, ale vyrábí se s extra-nízkými intersticiálními látkami: kyslík je omezen na 0,13 % místo 0,20 %, s přísnější kontrolou železa a dalších zbytků. Odměnou je lepší lomová houževnatost a tažnost při nízkých teplotách a čistší mikrostruktura pro aplikace implantátů. ISO 5832-3 pokrývá stupeň 23 pro chirurgické implantáty a ASTM B265 pokrývá formu produktu. Nepovažujte stupeň 23 a stupeň 5 za vzájemně zaměnitelné: verze ELI stojí více a je určena tam, kde jsou kritické houževnatost, únavová životnost a biokompatibilita, zatímco stupeň 5 zůstává obecnou konstrukční volbou.

Třída 9 (Ti-3Al-2,5V, UNS R56320) se nachází mezi třídami CP a třídou 5 s minimální pevností v tahu 620 MPa a znatelně lepší tvarovatelností za studena a svařitelností. Je to běžná volba pro hydraulické trubky, letecké potrubí a rámy jízdních kol, kde se střední pevnost musí kombinovat se snadným tvarováním.

Níže uvedená tabulka uvádí minimální hodnoty žíhaných podle ASTM B265 pro plechy, desky a pásy; Stupeň 23 navíc splňuje ISO 5832-3 pro aplikace implantátů. Použijte jej jako první filtr a poté potvrďte podle certifikátu mlýna aktuální šarže.

Odolnost proti korozi

Ve většině vodných médií vykazují třídy CP stejnou nebo o něco lepší odolnost proti korozi než třída 5. Třída 5 tvoří stabilní pasivní film a funguje dobře v oxidačních kyselinách a mnoha chloridových prostředích, ale v horkých redukčních kyselinách a ve štěrbinovém-provozu náchylném k chloridům jsou třídy CP bezpečnější specifikací. Stupeň 2 je například prakticky imunní vůči vlhkému chlóru mezi 10 a 80 stupni, a proto dominuje v potrubí a mixérech bělidel-.

Tvařitelnost

Stupně CP, zejména stupně 1 a 2, se snadno tvarují za studena a lze je hluboce táhnout, spřádat a ohýbat se skromnými přídavky. Stupeň 5 má omezenou tvarovatelnost za studena a běžně se tvaruje za tepla-; jeho zpětné odpružení a zadření musí být plánováno při obrábění a mazání.

Svařitelnost

Obě rodiny svařují, ale pravidla se liší. Stupeň 2 patří mezi nejsnadněji svařitelné druhy titanu a často se používá pro svařované chemické potrubí. Stupeň 5 vyžaduje odpovídající nebo ELI plnicí drát, důkladné čištění povrchu a přísné stínění inertním-plynem; s těmito opatřeními poskytuje zdravé, tvárné svary, i když vlastnosti svarových -zón mohou klesnout pod pevnost- základního kovu v tlustých částech.

Náklady

Stupeň 5 obvykle stojí více než druhy CP kvůli legujícím prvkům a dodatečnému zpracování. Stupeň 23 (ELI) přináší další prémii díky nízké -intersticiální kontrole a lékařské-sledovatelnosti. Stupeň 2 je ekonomická výchozí hodnota pro korozní provoz; Stupeň 1 stojí podobně a vyměňuje malou sílu za maximální tvarovatelnost.

Projděte těchto pět kontrol v daném pořadí a poté porovnejte náklady a skladovou dostupnost.

Lékařský implantát nebo kryogenní komponenta?Použijte stupeň 23 (Ti-6Al-4V ELI) podle ISO 5832-3, s kyslíkem omezeným na 0,13 %.

Vysoké konstrukční zatížení při mírné teplotě?Použijte stupeň 5 (Ti-6Al-4V); potvrďte tloušťku řezu v porovnání s jeho limity tepelného zpracování.

Vodná koroze (mořská voda, vlhký chlór, chloridy, kyseliny)?Použijte stupeň 2; zvolte stupeň 1, když dominuje tažnost a tvarování, jako u deskových výměníků tepla.

Potřebujete větší pevnost než stupeň 2 při zachování CP korozního výkonu?Pro spojovací prvky a průmyslové díly odolné-používejte stupeň 4.

Tenkostěnné -trubky, které se musí snadno ohýbat a svařovat při střední síle?Použijte stupeň 9 (Ti-3Al-2,5V).

Pokud kandidátská třída vyhovuje více než jedné cestě, rozhodněte se o dodávce a nákladech: Třída 2 a Grade 5 dominují skladové dostupnosti po celém světě, zatímco Grade 23 a Grade 9 obvykle vyžadují dodací lhůtu a minimální množství.

Jsme specializovaná továrna zaměřená na výzkum a vývoj a výrobu titanu a výrobků z titanových slitin. Vybaveni základními zařízeními, jako jsou pece Vacuum Arc Remelting (VAR), rychlé kovací lisy, přesné válcovny a CNC obráběcí centra, jsme schopni vyrábět celou řadu produktů včetně titanových desek, trubek, tyčí, drátů a přesných výkovků. Zavádíme přísnou kontrolu kvality v celém procesu od surovin až po hotové výrobky. Naše laboratoř je vybavena testovacími přístroji, jako jsou optické emisní spektrometry (OES), univerzální testovací stroje a ultrazvukové defektoskopy, které zajišťují, že složení produktů, mechanické vlastnosti a vnitřní kvalita plně odpovídají mezinárodním standardům, jako jsou ASTM, AMS a GB/T. Jsme odhodláni poskytovat vysoce-výkonná, vysoce{5}}přesná titanová řešení a spolehlivé služby dodavatelského řetězce globálním klientům v leteckém, lékařském, chemickém a-průmyslu spotřebního zboží.

Q1. Je 5. třída stejná jako 23. třída?

Ne. Oba jsou Ti-6Al-4V, ale stupeň 23 je verze ELI (extra-low interstitial) s kyslíkem omezeným na 0,13 % místo 0,20 %. Stupeň 23 je specifikován pro chirurgické implantáty podle ISO 5832-3 a pro kryogenní služby; stojí to víc a není to náhrada za 5. třídu ve všeobecném strojírenství.

Q2. Která třída titanu je nejlepší pro mořskou vodu?

Pro potrubí, výměníky tepla a nádrže je obvyklou volbou stupeň 2 kvůli své kombinaci odolnosti proti korozi, svařitelnosti a ceně. Stupeň 5 se používá pro upevňovací prvky pro mořskou vodu a konstrukční konzoly, kde je hlavním požadavkem pevnost.

Q3. Jaké jsou skutečné pevnosti v tahu třídy 5 a třídy 2?

Žíhaná minima podle ASTM B265: Stupeň 5 má pevnost v tahu 895 MPa a výtěžnost 828 MPa; Stupeň 2 má pevnost v tahu 345 MPa a výtěžnost 275 MPa. Vždy to potvrďte certifikátem mlýna, protože skutečné hodnoty se liší podle tvaru produktu a tepelného zpracování.

Q4. Lze svařovat titan třídy 5?

Ano. Použijte odpovídající nebo ELI výplňový drát, důkladně vyčistěte oblast spoje a chraňte zónu svaru krytem inertním plynem. Svary jsou zdravé a tvárné, pokud jsou splněny tyto podmínky; tváření za studena stupně 5 je naopak omezené.

Q5. Která třída je nejlevnější?

Mezi běžnými třídami je stupeň 2 ekonomickým výchozím nastavením pro korozní služby, přičemž stupeň 1 je na podobné úrovni. Stupeň 5 je dražší a stupeň 23 (ELI) je nejdražší ze zde uvedených stupňů kvůli nízké -intersticiální kontrole a lékařské-sledovatelnosti.