تفاوت های تیتانیوم Gr2 در مقابل Gr5

هنگام انتخاب تیتانیوم برای پروژه خود، درک تفاوت بین تیتانیوم درجه 2 (Gr2) و درجه 5 (Gr5) بسیار مهم است. هر دو محبوب هستند اما بسته به نیاز برنامه شما اهداف بسیار متفاوتی دارند.

سیستم درجه بندی تیتانیوم توضیح داده شده است

تیتانیوم بر اساس خلوص و عناصر آلیاژی به درجات مختلفی طبقه بندی می شود. این سیستم از تیتانیوم خالص تجاری گرفته تا گریدهای آلیاژی مختلف را در بر می گیرد که هر کدام دارای خواص منحصر به فرد متناسب با کاربردهای خاص هستند.

ترکیب ترکیب Gr2 در مقابل گریم شیمیایی Gr5

تیتانیوم درجه 2 (تیتانیوم خالص تجاری) Gr2 به عنوان تیتانیوم خالص تجاری شناخته می شود. حاوی حداقل 99 درصد تیتانیوم با حداقل مقادیر اکسیژن، آهن و کربن است. این خلوص به آن مقاومت در برابر خوردگی عالی و شکل پذیری خوب اما استحکام متوسط ​​می دهد.
ترکیب معمولی:

تیتانیوم 99% +

اکسیژن ~ 0.25٪

آهن<0.3%

کربن، نیتروژن، هیدروژن در مقادیر کم

آلیاژ تیتانیوم درجه 5 (Ti-6Al-4V)Gr5 آلیاژی است که تقریباً از 90٪ تیتانیوم، 6٪ آلومینیوم و 4٪ وانادیوم تشکیل شده است. آلومینیوم و وانادیم استحکام، سختی و عملکرد در دمای بالا را افزایش می دهند و آن را به پرمصرف ترین آلیاژ تیتانیوم تبدیل می کنند.
ترکیب معمولی:

تیتانیوم 90%

آلومینیوم 6%

وانادیم 4%

عناصر کمیاب جزئی

گواهینامه های استاندارد و نامگذاری

هر دو Gr2 و Gr5 تحت استانداردهای جهانی مانند ASTM B348 و ISO 5832 به رسمیت شناخته شده اند که ترکیب شیمیایی و الزامات خواص مکانیکی را مشخص می کند. در صنایع پزشکی و هوافضا، اغلب Gr5 را می‌بینید که به عنوان Ti-6Al-4V فهرست شده است، که وضعیت آلیاژ و ویژگی‌های عملکردی آن را برجسته می‌کند.

دانستن این اصول به انتخاب درجه تیتانیوم مناسب برای نیازهای خاص کمک می کند، به ویژه در هنگام متعادل کردن استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و هزینه.

هنگام مقایسه تیتانیوم Gr2 و Gr5، خواص مکانیکی و فیزیکی تفاوت‌های واضحی را نشان می‌دهند که بر استفاده از آنها در پروژه‌ها تأثیر می‌گذارد.

استحکام کششی، استحکام تسلیم و ازدیاد طول

تیتانیوم درجه 2 (تجاری خالص) دارای استحکام کششی در حدود 345 مگاپاسکال و استحکام تسلیم نزدیک به 275 مگاپاسکال است، با کشیدگی خوب (حدود 20 تا 30 درصد) که باعث انعطاف پذیری آن می شود.

تیتانیوم درجه 5 (Ti-6Al-4V) بسیار قوی تر است، با استحکام کششی تا 950 مگاپاسکال و استحکام تسلیم حدود 880 مگاپاسکال، اما ازدیاد طول کمتر (حدود 10-15٪)، به این معنی که سخت تر اما انعطاف پذیرتر است.

ملاحظات چگالی و وزن

هر دو گرید در مقایسه با فولاد سبک وزن هستند، با چگالی حدود 4.43 گرم بر سانتی متر مکعب برای Gr2 و کمی بیشتر برای Gr5 به دلیل عناصر آلیاژی.

افزایش جزئی وزن معمولاً برای قدرت برتر Gr5 ارزش آن را دارد، به ویژه در بخش های هوافضا و پزشکی که نسبت وزن به-قدرت اهمیت دارد.

تفاوت سختی و چقرمگی

تیتانیوم درجه 5 به لطف اضافات آلومینیوم و وانادیوم به طور قابل توجهی سخت تر و سخت تر است. این بدان معناست که بهتر از درجه 2 در برابر سایش و تغییر شکل مقاومت می کند.

درجه 2 نرم تر است، شکل گیری و خم شدن آسان تر است، اما در برابر ضربه و بارهای سنگین مقاومت کمتری دارد.

مقاومت حرارتی و محدوده دمای عملیاتی

هر دو دارای مقاومت در برابر خوردگی عالی در دماهای بالا هستند، اما Gr5 در مقاومت حرارتی بهتر از Gr2 عمل می کند و استحکام را تا حدود 930 درجه فارنهایت (500 درجه) حفظ می کند.

Gr2 تا حدود 600 درجه فارنهایت (315 درجه) خوب است، و برای بسیاری از محیط‌های شیمیایی و دریایی مناسب است، اما برای کاربردهای هوافضا با گرمای بالا ایده‌آل نیست.

به طور خلاصه، تیتانیوم Gr5 در مواقعی که به استحکام، سختی و مقاومت در برابر حرارت بالا نیاز دارید-می‌روید. وقتی انعطاف پذیری، مقاومت در برابر خوردگی و صرفه جویی در وزن اولویت دارند، Gr2 بهتر است.

وقتی صحبت از مقاومت در برابر خوردگی می شود، تیتانیوم درجه 2 و درجه 5 هر کدام نقاط قوت خود را دارند، به ویژه بسته به محیط.

تیتانیوم درجه 2به دلیل مقاومت در برابر خوردگی عالی خود شناخته شده است و آن را به گزینه ای محبوب در محیط های دریایی، شیمیایی و صنعتی تبدیل می کند. از آنجایی که Gr2 از نظر تجاری تیتانیوم خالص است، به طور طبیعی در برابر خوردگی آب شور، اسیدها و بسیاری از مواد شیمیایی مقاومت می کند. این امر آن را برای کاربردهایی مانند لوله کشی، مبدل های حرارتی و مخازنی که در معرض محیط های خشن قرار دارند ایده آل می کند.

تیتانیوم درجه 5 (Ti-6Al-4V)اگرچه هنوز در برابر خوردگی مقاوم است، اما در محیط های بسیار تهاجمی کاملاً با تیتانیوم خالص مطابقت ندارد. افزودن آلومینیوم و وانادیم استحکام و مقاومت حرارتی را بهبود می بخشد اما مقاومت در برابر خوردگی را در مقایسه با Gr2 کمی کاهش می دهد. در محیط‌های شیمیایی با شدت کمتر عملکرد خوبی دارد، اما ممکن است برای قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض آب دریا یا مواد شیمیایی اسیدی به پوشش‌های محافظ نیاز داشته باشد.

اکسیداسیون و پوشش ها

Gr2 به طور طبیعی یک لایه اکسید پایدار را تشکیل می دهد که از آن در برابر اکثر انواع خوردگی محافظت می کند.

Gr5 همچنین یک اکسید تشکیل می دهد، اما ممکن است برای افزایش مقاومت در برابر خوردگی به آنودایز یا پوشش های ویژه در برخی محیط ها نیاز داشته باشد.

پوشش‌ها و درمان‌هایی مانند غیرفعال کردن، آنودایز کردن یا لایه‌های سرامیکی معمولاً با Gr5 برای افزایش دوام بدون از دست دادن استحکام رایج‌تر هستند.

اگر پروژه شما شامل قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی یا یک محیط دریایی باشد، Gr2 مقاومت در برابر خوردگی طبیعی بهتری ارائه می دهد. برای محیط هایی که مقاومت و مقاومت در برابر خوردگی نیاز به تعادل دارند، Gr5 با عملیات سطح ممکن مناسب است.

وقتی صحبت از ماشین‌کاری و ساخت می‌شود، تیتانیوم Gr2 و Gr5 به دلیل ترکیبات و خواص متمایزشان کاملاً متفاوت عمل می‌کنند.

سهولت ماشینکاری

تیتانیوم Gr2 از نظر تجاری خالص است، بنابراین نرم‌تر و آسان‌تر از Gr5 ماشین‌کاری می‌شود. متوجه خواهید شد که با سایش کمتر ابزار تمیزتر می‌شود و برای تولید ساده‌تر یا با حجم بالا{2}}ایده‌آل می‌شود.

تیتانیوم Gr5 (Ti-6Al-4V) قوی تر است اما در ابزار سخت تر است. ماشین‌کاری می‌تواند کندتر و پرهزینه‌تر باشد، زیرا به برش‌های بادوام‌تر و مدیریت دقیق گرما برای جلوگیری از سخت شدن کار نیاز دارد.

مناسب بودن جوشکاری

Gr2 به لطف خلوص و شکل‌پذیری، با روش‌های رایجی مانند TIG و MIG به راحتی جوش می‌شود. اگر جوشکاری مکرر یا حیاتی در پروژه شما باشد، انتخاب محکمی است.

Gr5 به تکنیک های جوشکاری دقیق تری مانند جوشکاری TIG کنترل شده یا پرتو الکترونی نیاز دارد. عناصر آلیاژی آن (آلومینیوم و وانادیوم) در صورت عدم استفاده صحیح، آن را مستعد ترک خوردن می‌کند، بنابراین عملیات‌های پس از جوش-اغلب ضروری است.

شکل پذیری و شکل دهی

Gr2 امتیاز بالایی در شکل‌پذیری دارد - خم شدن، غلتش یا شکل‌دهی به دلیل شکل‌پذیری آسان‌تر است. این انعطاف‌پذیری زمان تولید و هزینه‌های ابزارآلات را به‌ویژه برای فرم‌های پیچیده کاهش می‌دهد.

Gr5 را می توان تشکیل داد اما نیاز به کار گرم یا تجهیزات تخصصی دارد زیرا کمتر انعطاف پذیر و سفت تر است. این می تواند زمان و هزینه را در ساخت اضافه کند.

تاثیر بر هزینه های تولید

تیتانیوم Gr2 عموماً هزینه‌های ماشین‌کاری و ساخت کمتری را ارائه می‌دهد، زیرا کار با آن آسان‌تر است و به ابزارهای مقاوم در برابر سایش یا درمان‌های پس از فرآیند{1} کمتر نیاز دارد.

استحکام بالاتر Gr5 برای عملکرد عالی است، اما با افزایش زمان ماشین‌کاری، هزینه‌های بیشتر ابزارآلات، و کنترل‌های دقیق‌تر جوش -، همه عواملی هستند که هزینه‌های کلی تولید را بالا می‌برند.

انتخاب بین Gr2 و Gr5 برای ساخت به پیچیدگی، نیازهای عملکرد و بودجه پروژه شما بستگی دارد. اگر سهولت ماشینکاری و جوشکاری کلیدی است، Gr2 اغلب بهترین گزینه است. برای قطعات با استحکام بالا که عملکرد آنها بیش از هزینه اهمیت دارد، Gr5 علیرغم مشخصات ماشینکاری سخت‌ترش متمایز است.

وقتی صحبت از کاربردها می شود، تیتانیوم Gr5 (Ti-6Al-4V) به دلیل استحکام استثنایی، زیست سازگاری و مقاومت در برابر خستگی، انتخاب مناسبی برای ایمپلنت های پزشکی و ابزارهای جراحی است. شما آن را به طور گسترده در جایگزینی مفاصل، ایمپلنت های دندانی و ابزارهای جراحی با کارایی بالا خواهید یافت.

در صنایع هوافضا و خودرو، Gr5 برای قطعات{1} با عملکرد بالا غالب است. استحکام عالی-به نسبت وزن و مقاومت حرارتی آن، آن را برای اجزای هواپیما، قطعات موتور، و قاب ماشین های مسابقه ای که در آن دوام و کاهش وزن بسیار مهم است، ایده آل می کند.

تیتانیوم Gr2 که از نظر تجاری خالص است، در بخش های پردازش شیمیایی، دریایی و معماری می درخشد. این مقاومت در برابر خوردگی عالی در محیط های خشن مانند آب دریا و کارخانه های شیمیایی ارائه می دهد و برای سیستم های لوله کشی، مبدل های حرارتی و عناصر ساختاری در معرض آب و هوا یا مواد شیمیایی تهاجمی عالی است.

وقتی صحبت از تیتانیوم Gr2 در مقابل Gr5 می شود، هزینه یک عامل بزرگ است. تیتانیوم درجه 2 (تجاری خالص) عموماً ارزانتر است زیرا عناصر آلیاژی کمتری دارد و پردازش ساده تری دارد. از سوی دیگر، تیتانیوم درجه 5 (Ti-6Al-4V) به دلیل محتوای آلومینیوم و وانادیوم و عملیات حرارتی اضافی، هزینه بیشتری دارد.

اما قیمت مواد اولیه تمام ماجرا نیست. همچنین می خواهید هزینه چرخه عمر را در نظر بگیرید:

تیتانیوم Gr2 در محیط های بسیار خورنده مانند پردازش های دریایی یا شیمیایی دوام بیشتری دارد و هزینه های نگهداری را کاهش می دهد.

تیتانیوم Gr5 استحکام و مقاومت در برابر خستگی بالاتری را ارائه می‌کند، که می‌تواند به معنای قطعات سبک‌تر و عمر طولانی‌تر در کاربردهای{1}}با استرس بالا مانند هوافضا یا ایمپلنت‌های پزشکی باشد.

از نظر بازگشت سرمایه (ROI)، به نیازهای پروژه شما بستگی دارد:

اگر اولویت شما مقاومت در برابر خوردگی و کارایی{0}}هزینه در کاربردهای مکانیکی کمتر است، Gr2 ارزش زیادی ارائه می‌کند.

برای قطعات با کارایی بالا-که به استحکام و دوام نیاز دارند، هزینه اولیه بالاتر Gr5 به مرور زمان از طریق عملکرد بهتر و کاهش خطر شکست جبران می‌شود.

عوامل کلیدی تصمیم گیری

الزامات عملکرد اگر به استحکام و دوام بالا نیاز دارید، Gr5 (Ti-6Al-4V) انتخاب بهتری است. برای پروژه‌هایی که مقاومت در برابر خوردگی و شکل‌پذیری را در اولویت قرار می‌دهند، تیتانیوم خالص تجاری Gr2 اغلب مناسب است.

محدودیت های بودجه تیتانیوم Gr2 عموماً هزینه اولیه کمتری دارد. اگر پروژه شما می تواند استحکام کمتری را تحمل کند اما نیاز به کارایی هزینه دارد، Gr2 ارزش زیادی ارائه می دهد. Gr5 گران‌تر است، اما عملکرد بهتری در هر وزن و طول عمر طولانی‌تر در مصارف سخت ارائه می‌کند.

محیط عملیاتی برای محیط های بسیار خورنده یا دریایی، مقاومت عالی در برابر خوردگی Gr2 برنده است. Gr5 خوردگی متوسط ​​را به خوبی کنترل می کند، اما در جایی که استرس مکانیکی بالا یا مقاومت حرارتی کلیدی است می درخشد.

ساخت و MachiningGr2 برای ماشین کاری و جوش آسان تر است، که اگر اشکال پیچیده یا قطعات سفارشی داشته باشید می تواند هزینه های ساخت را کاهش دهد. Gr5 به ماشین‌کاری دقیق‌تر و تکنیک‌های جوشکاری تخصصی‌تری نیاز دارد، اما از برنامه‌های کاربردی{{3} با عملکرد بالا مانند ایمپلنت‌های هوافضا یا پزشکی پشتیبانی می‌کند.

چک لیست تصمیم گیری

چرا ما را انتخاب کنید

 

ما طیف گسترده ای از مواد تیتانیوم و قطعات ساخته شده را ارائه می دهیم، از جمله:

لوله و لوله تیتانیوم: لوله های بدون درز و جوش در گریدهای تجاری و هوافضا (Gr1, Gr2, Gr5, Gr7, Gr9, Gr12) مناسب برای مبدل های حرارتی، لوله های کندانسور و سیستم های لوله کشی.

میله و میله تیتانیوم: میله‌های گرد، میله‌های شش گوش، و میله‌های مربعی در شرایط-نوردی گرم، آهنگری و سرد-، در قطرها و طول‌های مختلف موجود است.

صفحه و ورق تیتانیوم: صفحات، ورق ها و نوارها در ابعاد استاندارد و سفارشی، ایده آل برای مخازن تحت فشار، پردازش شیمیایی و کاربردهای دریایی.

سیم و فویل تیتانیوم: سیم ریز برای جوشکاری، اتصال دهنده‌ها و کاربردهای پزشکی، در کنار فویل بسیار نازک-برای مصارف صنعتی تخصصی.

قطعات ماشینکاری CNC تیتانیوم دقیق: قطعات مهندسی شده سفارشی، اتصالات، فلنج ها، بست ها و قطعات پیچیده که از شمش ها، میله ها، یا صفحات تیتانیوم با تلورانس های دقیق تراشیده شده اند.

 

برای نقل قول، مشخصات فنی، یا بحث در مورد نیازهای پروژه خود برای لوله‌های تیتانیوم، میله‌ها، صفحات، ورق‌ها، سیم، فویل یا قطعات ماشینکاری سفارشی CNC، لطفاً با تیم ما تماس بگیرید.

به ما ایمیل بزنید:info@gneemetal.com