تفاوت بین تیتانیوم GR1 و GR4

1.1 ترکیب شیمیایی (تفاوت کلیدی: میزان اکسیژن)

تمایز اصلی در محتوای کنترل شده نهفته استاکسیژن- ناخالصی اصلی که CP Ti را تقویت می کند. ناخالصی های دیگر (آهن ، کربن ، نیتروژن ، هیدروژن) نیز تنظیم می شوند اما در سطوح پایین تر و کمتر تأثیرگذار هستند.

عنصر	تیتانیوم درجه 1 (UNS R50250)	تیتانیوم درجه 4 (UNS R50700)	یادداشت
تیتانیوم (TI ، MIN)	99.5%	99.0%	اکسیژن بالاتر در درجه 4 محتوای TI را کمی کاهش می دهد.
اکسیژن (O ، MAX)	0.18%	0.40%	درجه 4 بیش از دو برابر اکسیژن درجه 1 دارد.
آهن (آهن ، حداکثر)	0.20%	0.50%	درجه 4 ناخالصی های آهن بیشتری را امکان پذیر می کند.
کربن (ج ، حداکثر)	0.08%	0.10%	اختلاف حداقل
نیتروژن (N ، MAX)	0.03%	0.05%	اختلاف حداقل
هیدروژن (ح ، مکس)	0.015%	0.015%	یکسان (کاملاً کنترل شده برای جلوگیری از آغوش).

1.2 خصوصیات مکانیکی

اکسیژن به عنوان "ماده تقویت کننده" در CP عمل می کند: میزان اکسیژن بالاتر باعث افزایش قدرت می شود اما انعطاف پذیری را کاهش می دهد.

املاک (دولت آنیل)	تیتانیوم درجه 1	تیتانیوم درجه 4	کنتراست کلیدی
مقاومت کششی (دقیقه)	240 MPa (35 KSI)	620 MPa (90 KSI)	درجه 4 2.6 برابر قوی تر از درجه 1 است.
قدرت عملکرد (دقیقه)	170 MPa (25 KSI)	550 MPa (80 KSI)	قدرت عملکرد درجه 4 3.2 برابر بیشتر است.
کشیدگی (سنج 25.4 میلی متر ، حداقل)	24%	15%	درجه 1 بسیار انعطاف پذیر تر است (کشش/خم شدن بدون شکستن آسان تر است).
سختی (برینل ، HB)	~70–80	~120–130	درجه 4 به طور قابل توجهی سخت تر است.

1.3 مقاومت در برابر خوردگی

هر دو درجه به یک فیلم متراکم و متراکم ، خود- بهبود اکسید تیتانیوم (TIO₂) برای محافظت در برابر خوردگی متکی هستند ، اما تحمل آنها به محیط های سخت متفاوت است:

درجه 1: خالص ترین درجه CP TI ، با حداقل ناخالصی. فیلم اکسید آن فوق العاده - پایدار است ،محیط های خفیف تا متوسط خورنده(به عنوان مثال ، آب دریا ، اسیدهای رقیق مانند 10 ٪ اسید سولفوریک و شرایط جوی). این در برابر خوردگی و خوردگی بهتر از درجه 4 در استرس کم- ، تنظیمات فاسد دما پایین {6}.

درجه 4: میزان اکسیژن بالاتر کمی یکنواختی فیلم اکسید آن را تضعیف می کند. در حالی که هنوز هم بسیار خوردگی- مقاوم (برتر از اکثر فلزات) است ، ممکن است در محیط های بسیار تهاجمی (به عنوان مثال ، اسید هیدروکلریک گرم و غلیظ) در مقایسه با درجه 1 مستعد ابتلا به خوردگی موضعی (به عنوان مثال گودال) باشد.

1.4 شکل پذیری و پردازش

انعطاف پذیری به طور مستقیم بر شکل پذیری تأثیر می گذارد:

درجه 1: انعطاف پذیر ترین درجه CP Ti. به راحتی از طریق پردازش می شودشکل گیری سرد(به عنوان مثال ، نورد ، تمبر ، نقاشی عمیق) بدون ترک خوردگی ، حتی برای شکل های پیچیده. جوشکاری ساده است (با حفاظت از گاز بی اثر استاندارد) و نیازی به پست 3- عملیات حرارتی جوش برای برنامه های اساسی ندارد.

درجه 4: انعطاف پذیری پایین باعث می شود شکل سرد - بالا - خصوصیات قدرت می تواند باعث آغشته سازی مواد یا ترک خوردگی در هنگام کار سرما شود. اغلب نیاز داردشکل گیری گرم(در درجه 600-800 پوند) برای بهبود انعطاف پذیری. جوشکاری هنوز هم امکان پذیر است اما ممکن است برای جلوگیری از نقص ریزساختاری به کنترل حرارت دقیق تری نیاز داشته باشد.

1.5 هزینه

درجه 1: هزینه کمی بالاتر. اکسیژن و ناخالصی کم Ultra- کم نیاز به پردازش تصفیه شده تری دارد (به عنوان مثال ، تصفیه پیشرفته اسفنج تیتانیوم) ، افزایش هزینه های تولید.

درجه 4: هزینه پایین. سطح ناخالصی مجاز بالاتر ، تولید ، کاهش هزینه های تصفیه و پردازش را ساده می کند.

1.6 برنامه کاربردی معمولی

درجه 1: ایده آل برای سناریوهای مورد نیازحداکثر انعطاف پذیری ، خلوص و خفیف - مقاومت در برابر خوردگی محیطبشر مثالها:

پزشکی: دستگاه های قابل انعطاف پذیری قابل انعطاف (به عنوان مثال ، سیمهای جراحی قطر- کوچک ، کاتترها) و لوازم دندانپزشکی (سازگاری زیست سازگاری + تشکیل).

صنعتی: مخازن ذخیره سازی شیمیایی برای Ultra - مایعات خالص ، مبدل های حرارتی دیواری نازک- (که به راحتی به ورق های نازک می چرخند) و تجهیزات کرایوژنیک (انعطاف پذیری را در دماهای پایین حفظ می کند).

مصرف کننده: جواهرات انتهایی -} (آسان برای شکل دادن به طرح های پیچیده).

درجه 4: مناسب برای برنامه های مورد نیازاستحکام بالاتر ، هزینه- اثربخشی و مقاومت در برابر خوردگی متوسطبشر مثالها:

پزشکی: صفحات ارتوپدی ، پیچ ها و پست های دندانپزشکی (استحکام و سازگاری زیست سازگاری).

صنعتی: سخت افزار دریایی (به عنوان مثال ، اتصال دهنده های بدنه کشتی) ، لوله کشی فرآیند شیمیایی (فشار متوسط) و اجزای اگزوز خودرو (مقاومت حرارتی + استحکام).

info-445-444 info-437-439

info-437-439 info-437-440

2. آیا آلیاژ تیتانیوم با آهن می تواند؟

بله ، تیتانیوممی تواند و به راحتی آلیاژ را با آهن انجام می دهد- آهن (FE) یک عنصر آلیاژ رایج در بسیاری از آلیاژهای تیتانیوم تجاری است ، جایی که در اصلاح ریزساختارها ، تقویت خصوصیات مکانیکی و کاهش هزینه ها نقش مهمی دارد. در زیر تفکیک جزئیات کلیدی وجود دارد:

2.1 نقش آهن در آلیاژهای تیتانیوم

عمل آهن به عنوان یک- تثبیت کننده فازدر ریزساختار تیتانیوم (تیتانیوم دو مرحله اصلی دارد: - فاز ، پایدار در دماهای پایین تر ، و فاز {1} ، ، در دماهای بالاتر پایدار است). عملکردهای اصلی آن شامل موارد زیر است:

تقویت: با تثبیت فاز- ، آهن ساختار دانه آلیاژ را پالایش می کند و یک ساختار ریزتر یا کاملاً ریز و درشت ایجاد می کند ، که به طور قابل توجهی استحکام و سختی کششی را در مقایسه با تیتانیوم خالص تجاری بهبود می بخشد.

بهبود پردازش: در برخی از آلیاژها ، آهن دمای transus- را پایین می آورد (دمایی که در آن تیتانیوم از + به کامل تبدیل می شود) ، شکل گیری گرم را آسان تر کرده و مصرف انرژی را در حین تولید کاهش می دهد.

کاهش هزینه: آهن فراوان تر و ارزان تر از سایر تثبیت کننده های - (به عنوان مثال ، وانادیوم ، مولیبدن) است و آن را به یک هزینه- افزودنی مؤثر برای تعادل عملکرد و قیمت مناسب تبدیل می کند.

2.2 نمونه های تیتانیوم - آلیاژهای آهن

چندین آلیاژ تیتانیوم که به طور گسترده استفاده می شوند ، آهن را به عنوان یک مؤلفه اصلی درج می کنند:

TI-6AL-4V-0.2FE: یک نسخه اصلاح شده از آلیاژ TI-6AL-4V نمادین ، با 0.2 ٪ آهن اضافه شده است. آهن در حالی که مقاومت در برابر خوردگی عالی آلیاژ و زیست سازگاری آلیاژ را حفظ می کند ، قدرت را کمی تقویت می کند و آن را برای اجزای هوافضا (به عنوان مثال ، براکت های هواپیما) و ایمپلنت های پزشکی مناسب می کند.

TI-5AL-2SN-2ZR-4MO-4CR (TI-1023): اگرچه در درجه اول با مولیبدن و کروم آلیاژ شده است ، این استحکام --} آلیاژ تیتانیوم اغلب حاوی آهن ردیابی (0.2 ٪ حداکثر) برای تثبیت بیشتر مرحله- و بهبود مقاومت در برابر خستگی است. در قطعات هوافضا استرس بالا (به عنوان مثال ، اجزای دنده فرود) در قسمتهای High- استفاده می شود.

ti - fe آلیاژهای باینری: تحقیقات -} آلیاژهای باینری درجه (به عنوان مثال ، Ti- 5fe ، Ti- 10FE) برای مقاومت بالا-} to Weight-Weight مورد مطالعه قرار می گیرند ، هرچند که در برنامه های تجاری کمتر به دلیل مقاومت در برابر خوردگی پایین تر در مقایسه با آلاینده های چند ضلعی مشترک هستند.

2.3 ملاحظات مربوط به تیتانیوم- آلیاژهای آهن

در حالی که آهن مفید است ، محتوای آن باید باشدکاملاً کنترل شده(به طور معمول 0.1-2 ٪ در آلیاژهای تجاری) برای جلوگیری از اشکالاتی:

خطر ابتلا به نفوذ: آهن اضافی می تواند باعث تشکیل ترکیبات بین فلزی شکننده (به عنوان مثال ، tife₂) یا تفکیک در مرزهای دانه ، کاهش انعطاف پذیری و چقرمگی-} این به همین دلیل است که استانداردها (به عنوان مثال ، ASTM ، ISO) حداکثر محدودیت آهن را برای هر درجه آلیاژ تعیین می کنند.

مقاومت در برابر خوردگی: محتوای بالای آهن ممکن است با ایجاد اختلال در یکنواختی فیلم اکسید محافظ تیتانیوم ، مقاومت در برابر خوردگی را در محیط های تهاجمی (به عنوان مثال ، اسیدهای گرم و غلیظ) کاهش دهد. به همین دلیل ، آهن- حاوی آلیاژها به ندرت در تنظیمات خورنده Ultra- استفاده می شود (به عنوان مثال ، پردازش شیمیایی با اسیدهای قوی).

به طور خلاصه ، آهن یک عنصر آلیاژ با ارزش و خوب {{0} است که در متالورژی تیتانیوم ایجاد شده است ، و امکان تولید آلیاژهای مؤثر برای هوافضا ، پزشکی و کاربردهای صنعتی را فراهم می کند-} تمرکز خود را با دقت مدیریت می کند.