تیتانیوم درجه 2 در مقابل درجه 5: تفاوت ها و کاربردهای کلیدی

تیتانیوم و آلیاژهای آن در بالاترین سطح مواد صنعتی پیشرفته قرار دارند. در هوافضا، به دلیل نسبت فوق‌العاده استحکام-به وزن-ش، اغلب «فلز فضایی» نامیده می‌شود. در مهندسی دریا، به دلیل مقاومت بی نظیرش در برابر خوردگی آب دریا، به عنوان "فلز اقیانوس" شناخته می شود.

وقتی تیتانیوم برای یک پروژه انتخاب می‌شود، یکی از رایج‌ترین و حیاتی‌ترین سؤالات این است: آیا باید تیتانیوم درجه ۲ خالص تجاری را انتخاب کنید یا آلیاژ پرکاربرد درجه ۵ (Ti-6Al-4V) را انتخاب کنید؟ پاسخ به الزامات عملکرد، شرایط محیطی و بودجه بستگی دارد.

این مقاله مقایسه دقیق و مبتنی بر داده‌های{0}}تیتانیوم درجه 2 در مقابل درجه 5 را ارائه می‌کند و ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی، ملاحظات پردازش و بهترین کاربردهای-برازش را برجسته می‌کند.

01

تیتانیوم درجه 2 (تیتانیوم خالص تجاری)

خلوص بالای 99٪، به عنوان تیتانیوم خالص تجاری (CP) طبقه بندی می شود.

حاوی فقط مقادیر کمی آهن (کمتر یا مساوی 0.30%) و اکسیژن (کمتر یا مساوی 0.25%).

چگالی نسبتا کم ~4.5 گرم بر سانتی متر مکعب را حفظ می کند.

برای مقاومت در برابر خوردگی و زیست سازگاری برجسته شناخته شده است.

مطابق با استانداردهای ASTM B265؛ معادل TA2 در چین.

02

تیتانیوم درجه 5 (آلیاژ Ti-6Al-4V)

آلفا{0}}آلیاژ تیتانیوم بتا متشکل از 90% تیتانیوم، 6% آلومینیوم و 4% وانادیوم.

آلومینیوم استحکام و مقاومت در برابر دماهای بالا را بهبود می بخشد.

وانادیوم استحکام و مقاومت در برابر خستگی را افزایش می دهد.

استحکام کششی بالاتر از 895 مگاپاسکال-تقریباً 2.6 برابر بیشتر از درجه 2 ارائه می‌کند.

معادل TC4 در چین و بیش از نیمی از مصرف آلیاژ تیتانیوم در جهان را به خود اختصاص داده است.

 

استحکام کششی و تسلیم

درجه 2: استحکام کششی بیشتر یا مساوی 345 مگاپاسکال، استحکام تسلیم بیشتر یا مساوی 275 مگاپاسکال، ازدیاد طول حدود 20%. برای بخش‌های تنش متوسط ​​مانند لوله‌کشی شیمیایی، مبدل‌های حرارتی، و اتصالات معماری به خوبی کار می‌کند.

درجه 5: استحکام کششی بیشتر یا مساوی 895 مگاپاسکال، استحکام تسلیم بیشتر یا مساوی 828 مگاپاسکال، ازدیاد طول حدود 10%. استحکامی مانند فولاد فقط در 60 درصد وزن دارد، به همین دلیل است که در هوافضا ضروری است.

مقاومت در برابر سختی و خستگی

درجه 2: نسبتاً نرم (HRB 60-70) که شکل دهی و خم شدن آن را آسان می کند-برای لوله ها و اجزایی که به شکل دهی منظم نیاز دارند ایده آل است.

درجه 5: سخت تر (HRB 95-100) با مقاومت در برابر خستگی برتر، که معمولاً برای ارابه فرود، قطعات موتور و سایر کاربردهای{3}} با استرس بالا انتخاب می شود.

مقاومت در برابر دما

درجه 2: پایداری را تا 300 درجه حفظ می کند، مناسب برای محیط هایی که قرار گرفتن در معرض گرما متوسط ​​است.

درجه 5: قابل اطمینان در دمای 400 تا 500 درجه و می تواند در برابر نوردهی کوتاه مدت تا 600 درجه مقاومت کند، که آن را به انتخابی ارجح برای موتور جت و اجزای خودرو با کارایی بالا تبدیل می کند.

آهنگری و نورد

درجه 2: پنجره پردازش گسترده ای را ارائه می دهد و با بازده مواد بالا جعل و رول کردن آسان تر است. شکل‌دهی سرد را می‌توان بدون پیش‌گرم‌کردن انجام داد، و برای قطعات تولید شده در حجم‌های بیشتر مقرون‌به‌صرفه-می‌شود.

درجه 5: به کنترل دقیق دما در طول آهنگری، معمولاً 1000-1020 درجه نیاز دارد. کار آلیاژ{4}}به سرعت سخت می‌شود، بنابراین ماشین‌کاری به سرعت برش کم، خنک‌سازی فراوان و ابزارهای تخصصی نیاز دارد.

در نتیجه، هزینه پردازش آن معمولا 30 تا 50 درصد بیشتر از درجه 2 است.

قابلیت جوشکاری

درجه 2: برای جوش پذیری عالی شناخته شده است. جوش ها خواص مکانیکی نزدیک به فلز پایه دارند و روش های استاندارد TIG یا MIG به طور کلی کافی هستند. عملیات پس از{3}}جوشکاری حداقل است، که آن را برای ساخت راحت می‌کند.

درجه 5: قابل جوش اما سخت تر. برای جلوگیری از آلودگی به-حفاظ آرگون با خلوص بالا نیاز دارد و اغلب به عملیات حرارتی پس از جوش{3}}برای کاهش تنش‌های پسماند نیاز دارد. برای قطعات حیاتی هوافضا یا پزشکی، روش های پیشرفته مانند جوشکاری با پرتو الکترونی (EBW) یا جوشکاری لیزر ترجیح داده می شود.

درمان سطحی

درجه 2: می توان آن را به صورت شیمیایی ترشی کرد تا اکسیدها را از بین ببرد و در نتیجه سطوح صاف و تمیز ایجاد شود که اغلب برای تجهیزات شیمیایی یا استفاده های معماری کافی است.

درجه 5: برای افزایش سختی و مقاومت در برابر سایش، اغلب با پوشش های آنودایز یا سرامیکی تقویت می شود. این امر حضور آن را نه تنها در هوافضا، بلکه در محصولات مصرفی ممتاز مانند ساعت‌های-بالا توضیح می‌دهد.

هر دو گرید به طور طبیعی یک فیلم محافظ اکسید TiO2 را تشکیل می دهند که به آنها مقاومت در برابر خوردگی عالی می دهد. با این حال، برخی از تفاوت ها وجود دارد:

درجه 2: با خلوص بالاتر، یک لایه غیرفعال یکنواخت تر را تشکیل می دهد که در محیط های شیمیایی بسیار تهاجمی عملکرد فوق العاده ای دارد.

درجه 5: به طور کلی عالی است، اما مقاومت کمی نسبت به درجه 2 در برخی اسیدهای قوی مانند اسید هیدروفلوئوریک دارد.

نمونه هایی در عمل

استفاده دریایی و شیمیایی: درجه 2 اغلب در شرایط غنی از آب دریا یا کلرید{1}}از فولاد ضد زنگ دوام بیشتری دارد.

سازگاری زیستی: درجه 2 به طور گسترده برای ابزارهای جراحی و ایمپلنت های بدون بار- استفاده می شود، در حالی که نسخه ELI درجه 5 برای ایمپلنت های ارتوپدی باربری مانند مفاصل ران ترجیح داده می شود.

در حالی که عملکرد فنی یک عامل کلیدی است، انتخاب مواد اغلب به همان اندازه تحت تأثیر هزینه و ارزش بلند مدت است. در اینجا تفاوت بین درجه 2 و درجه 5 به همان اندازه قابل توجه می شود.

درجه 2: به طور کلی مقرون به صرفه تر است، که آن را به یک انتخاب عملی برای کاربردهای{1} در مقیاس بزرگ تبدیل می کند که در آن مقاومت در برابر خوردگی نیاز اصلی است.

درجه 5: معمولاً گران‌تر است، به‌ویژه در فرم‌های پزشکی-، اما هزینه بالاتر با قدرت و عملکرد برتر آن در صنایع حیاتی جبران می‌شود.

هزینه های چرخه عمر

درجه 2: هزینه های تعمیر و نگهداری کمتری را در صنایعی مانند فرآوری شیمیایی و مهندسی دریایی ارائه می دهد، که در آنها عمر طولانی ضروری است.

درجه 5: اگرچه از قبل پرهزینه تر است، اما اغلب چرخه های جایگزینی را در بخش های هوافضا و پزشکی کاهش می دهد که منجر به صرفه جویی درازمدت می شود.

درجه 2 انتخابی مقرون به صرفه برای پروژه‌های متمرکز بر خوردگی-است، در حالی که درجه 5 قیمت بالاتر آن را از طریق عملکرد بلندمدت-در برنامه‌های کاربردی مورد نیاز توجیه می‌کند.

تیتانیوم درجه 2 در مقابل درجه 5 این نیست که کدام یک بهتر است، بلکه کدام یک برای این کار مناسب است.

زمانی که مقاومت در برابر خوردگی، جوش پذیری و کارایی هزینه از اهمیت بالایی برخوردار است، درجه 2 را انتخاب کنید.

زمانی که استحکام بالا، مقاومت در برابر خستگی و عملکرد در شرایط شدید حیاتی است، درجه 5 را انتخاب کنید.

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