Przewodnik po wyborze tytanu klasy 2

Gr2 (CP Ti)stał się najczęściej stosowany w-specjalistycznych dziedzinach ze względu na jego zrównoważoną wydajność, doskonałe możliwości dostosowania przetwarzania i-opłacalność. Istnieje wiele gatunków stopów tytanu. Jak dokładnie określić, czy Gr2 spełnia wymagania i uniknąć nieporozumień związanych z wyborem?

 

 

Odporność na korozję: Może tworzyć na powierzchni gęstą,-samonaprawiającą się warstwę tlenku tytanu. Ma lepszą odporność na korozję, szeroko stosowany w inżynierii morskiej (rury, złącza) i inżynierii chemicznej (wykładziny reaktorów, rurociągi przesyłowe).

 

Właściwości mechaniczne: Wytrzymałość na rozciąganie wynosi 370-480 MPa. Granica plastyczności wynosi 275 MPa, a wydłużenie wynosi 20–25%. Chociaż jego wytrzymałość jest niższa niż w przypadku Gr5, ma wyjątkową wytrzymałość. Nadaje się do filarów medycznych implantów dentystycznych (przenoszenie siły zgryzu + obróbka plastyczna) i wymienników ciepła (odporność na pękanie naprężeniowe).

 

Biokompatybilność i przewodność cieplna: nie zawiera szkodliwych pierwiastków, ma doskonałą biokompatybilność i nadaje się do implantów ortopedycznych i uzupełnień stomatologicznych. Dzięki przewodności cieplnej wynoszącej 16,3 W/(m·K) może spełnić wymagania w zakresie izolacji termicznej w przemyśle lotniczym i innych dziedzinach.

 

 

1. Proces kucia

Temperatura kucia Gr2 wynosi 800-950 stopni. Wymaga kontroli temperatury, aby zapobiec gruboziarnistości ziarna. Kucie może udoskonalić ziarna, poprawić gęstość i ujednolicić właściwości mechaniczne, dzięki czemu nadaje się do skomplikowanych odkuwek, takich jak rdzenie zaworów. Po kuciu wykonuje się wyżarzanie odprężające poprzez utrzymywanie w temperaturze 600-700 stopni, a następnie chłodzenie powietrzem w celu wyeliminowania naprężeń i przywrócenia plastyczności.

 

2. Proces spawania

Gr2 ma dobrą spawalność i można go spawać metodami takimi jak TIG i MIG. Spawanie wymaga użycia argonu o czystości większej lub równej 99,99% w celu zabezpieczenia, aby zapobiec reakcji tytanu w wysokich temperaturach, tworząc kruche związki. Po spawaniu zaleca się wyżarzanie odprężające, aby zmniejszyć naprężenia szczątkowe i zapobiec pękaniu.

 

3. Procesy cięcia i formowania

Gr2 ma umiarkowane trudności w cięciu. Ze względu na słabą przewodność cieplną należy wybierać narzędzia z węglika spiekanego, małą prędkość skrawania, duży posuw i wystarczającą ilość płynu chłodzącego. Wysoka plastyczność sprawia, że ​​nadaje się do obróbki na zimno, takiej jak tłoczenie i gięcie, bez skomplikowanego podgrzewania wstępnego, co zmniejsza koszty.

 

Gr1, Gr2, Gr3, Gr4, Gr5, Gr7, Wyświetlacz prętów tytanowych

 

 

Gr5 (Ti-6Al-4V), jako najczęściej stosowany stop tytanu, ma znacznie wyższą wytrzymałość niż Gr2 i jest często stosowany w zaawansowanych dziedzinach, takich jak przemysł lotniczy. Jednak w wielu scenariuszach wyjątkowe zalety Gr2 sprawiają, że jest to lepszy wybór.

 

Porównanie	Gr2 (CP Ti)	Gr5 (Ti-6Al-4V)
Przewaga kosztowa	Wyższa-efektywność kosztowa, koszt materiałów wynosi 1/2~2/3 Gr5, co znacznie poprawia konkurencyjność na rynku produktów	Zawiera elementy stopowe aluminium i wanadu, złożone procesy wytapiania i przetwarzania, koszt jest 1,5 ~ 2 razy większy niż Gr2
Trudność przetwarzania	Niska wytrzymałość i wysoka plastyczność, proste procesy cięcia/spawania/formowania na zimno; długa żywotność narzędzia, niski poziom złomu produkcyjnego i straty w przetwarzaniu	Wysoka wytrzymałość i twardość, duże zużycie narzędzi podczas cięcia, ścisła kontrola parametrów spawania, wstępne podgrzewanie wymagane do formowania na zimno, długi cykl przetwarzania i wysokie koszty
Odporność na korozję i biokompatybilność	1. Bardziej stabilny w mediach takich jak rozcieńczony kwas siarkowy i mokry chlor; 2. Skład czystego tytanu, niezawodna biokompatybilność	1. Dobra odporność na korozję, ale dodatki stopowe mogą zmniejszać odporność na korozję w określonych środowiskach; 2. Zawiera pierwiastek wanad, który może mieć potencjalny wpływ na niektóre organizmy ludzkie
Wydajność w niskich-temperaturach	Brak znaczącego spadku plastyczności i wytrzymałości w temperaturze ciekłego azotu (-196 stopni), stabilne właściwości mechaniczne	W środowiskach o niskiej-temperaturze może wystąpić zwiększona kruchość
Obowiązujące scenariusze	Rurociągi chemiczne, urządzenia medycyny cywilnej, implanty medyczne (implanty dentystyczne, małe implanty ortopedyczne), sprzęt do przechowywania w niskiej-temperaturze, inżynieria chłodnicza	Przemysłowe części konstrukcyjne wymagające dużej wytrzymałości, komponenty lotnicze,-części mechaniczne o dużej wytrzymałości itp.

 

 

Ślepe dążenie do wysokiej siły: W scenariuszach, które nie wymagają wyjątkowo dużej wytrzymałości (takich jak zbiorniki chemiczne i przetwórstwo żywności1.sprzęt), wytrzymałość Gr2 jest wystarczająca. Wybór gatunków o wysokiej-wytrzymałości, takich jak Gr5, zwiększy koszty, zwiększy trudności w przetwarzaniu i spowoduje marnotrawstwo.

 

2. Ignorowanie dopasowania pomiędzy przetwarzaniem a materiałami: Gr5 ma słabą wydajność formowania na zimno, a wybór go do skomplikowanych części tłoczonych i spawanych jest podatny na pękanie. Gr2 ma dobrą plastyczność, nadaje się do różnych procesów obróbki na zimno i spawania i jest bardziej odpowiedni do złożonych potrzeb przetwarzania.

 

3. RozpoznajGr2 jako „wszystko-celowe” w zakresie odporności na korozję: Gr2 nadaje się tylko do konwencjonalnych środowisk korozyjnych i nie można go stosować w scenariuszach silnie korozyjnych, takich jak stężony kwas azotowy i kwas fluorowodorowy. W przypadku trudnych warunków należy wybrać specjalne gatunki-odporne na korozję, takie jak Gr7 i Gr12.

 

4. Zaniedbywanie równowagi pomiędzy kosztami i wydajnością: Pod względem kosztów Gr5 jest znacznie wyższy niż Gr2. Wybór powinien równoważyć wymagania i-opłacalność. W scenariuszach takich jak cywilne wyroby medyczne wydajność i korzyści finansowe Gr2 są wystarczające, aby zaspokoić potrzeby i nie ma potrzeby wybierania-droższych klas.