الفرق بين المعرفة من الدرجة الثانية والصف الثالث من التيتانيوم -.

1. التمييز الأساسي: محتوى الشوائب الخلالية

الفرق الأساسي بين الصف 2 والصف 3 يكمن فيمحتوى الأكسجين(العنصر الخلالي الأكثر تأثيرا لخصائص التيتانيوم CP). يعمل الأكسجين بمثابة "عامل تقوية" في التيتانيوم النقي: حيث يزيد محتوى الأكسجين العالي من القوة ولكنه يقلل من الليونة.

عنصر النجاسة	تيتانيوم من الدرجة الثانية (معيار ASTM B265)	تيتانيوم من الدرجة 3 (معيار ASTM B265)	التأثير الرئيسي
الأكسجين (س)	الحد الأقصى 0.25٪ بالوزن	الحد الأقصى 0.35٪ بالوزن	يحتوي الصف 3 على محتوى أكسجين أعلى بنسبة 40% تقريبًا، مما يزيد قوته.
النيتروجين (ن)	الحد الأقصى 0.03٪ بالوزن	الحد الأقصى 0.05٪ بالوزن	اختلاف بسيط؛ كلاهما منخفض، مع تأثير ضئيل على الخصائص العامة.
الكربون (ج)	الحد الأقصى 0.08٪ بالوزن	الحد الأقصى 0.08٪ بالوزن	حد متطابق؛ لا يوجد فرق ذو معنى.
الهيدروجين (ح)	الحد الأقصى 0.015٪ بالوزن	الحد الأقصى 0.015٪ بالوزن	حد متطابق؛ كلاهما منخفض لتجنب التقصف.

العناصر الأخرى (مثل الحديد) لها أيضًا حدود قصوى مماثلة (~0.20% بالوزن لكلا الصفين)، لذا فإن محتوى الأكسجين هو العامل المحدد في فجوة أدائها.

2. الخواص الميكانيكية: القوة مقابل الليونة

يترجم محتوى الأكسجين العالي في الصف الثالث مباشرة إلىقوة أعلى ولكن أقل ليونةمقارنة بالصف الثاني. وهذا هو الفرق الأكثر عملية بالنسبة للتطبيقات الهندسية.

الخاصية الميكانيكية (حالة التلدين)	تيتانيوم درجة 2	التيتانيوم الصف 3	المقارنة الرئيسية
قوة الشد (الحد الأدنى)	345 ميجا باسكال (50 كيلو باسكال)	450 ميجا باسكال (65 كيلو باسكال)	الدرجة 3 أقوى بنسبة 30% تقريبًا في قوة الشد.
قوة الخضوع (الحد الأدنى)	275 ميجا باسكال (40 كيلو باسكال)	380 ميجا باسكال (55 كيلو باسكال)	يتمتع الصف 3 بقوة إنتاجية أعلى بنسبة 38% تقريبًا (مقاومة للتشوه الدائم).
الاستطالة (الحد الأدنى، 50 مم)	20%	15%	الدرجة الثانية أكثر ليونة بنسبة 25% تقريبًا (يمكن أن تتمدد أكثر قبل أن تنكسر).
الصلابة (برينل، HB)	~110	~135	الدرجة الثالثة أصعب، مما يعكس قوتها الأعلى.

ملحوظة: "الحالة الملدنة" هي الحالة الأكثر شيوعًا للتيتانيوم CP، لأنها تخفف الضغط الداخلي وتثبت الخصائص. يظهر كلا الصفين اتجاهات مماثلة (الدرجة 3 أقوى/أقل ليونة) في أعصاب أخرى، على الرغم من أن القيم المطلقة قد تختلف.

3. القابلية للتشكيل وقابلية التشغيل الآلي

ترتبط قابلية التشكيل (القدرة على الثني أو اللف أو التشكيل إلى أجزاء معقدة) وقابلية التشغيل الآلي (سهولة القطع/الحفر) عكسيًا بقوة التيتانيوم CP:

الصف 2: قوتها المنخفضة وليونة أعلى تجعلهاقابلة للتشكيل للغاية. يمكن أن يتم تشكيلها على البارد-(على سبيل المثال، ثنيها في أنصاف أقطار ضيقة، أو سحبها إلى أسلاك رفيعة) أو يتم تشكيلها على الساخن-مع الحد الأدنى من خطر التشقق. تعتبر قابلية التصنيع معتدلة-بينما تكون أكثر ليونة من الدرجة 3، إلا أن الموصلية الحرارية المنخفضة للتيتانيوم (الشائعة في جميع درجات CP) لا تزال تتطلب أدوات حادة ومبردات لمنع ارتفاع درجة الحرارة.

الصف 3: قوتها العالية وليونتها المنخفضة تقلل من قابلية التشكيل. قد يتطلب التشكيل على البارد المزيد من القوة، وتكون الانحناءات الضيقة أو المقاطع الرقيقة أكثر عرضة للكسر. تعد قابلية التصنيع أسوأ قليلاً من الدرجة 2: تزيد المصفوفة الأكثر صلابة من تآكل الأداة، ويمكن أن تؤدي الليونة المنخفضة إلى تكوين شرائح أكثر هشاشة (على الرغم من أن الفرق أقل دراماتيكية من الفرق بين التيتانيوم CP والتيتانيوم المخلوط مثل الدرجة 5).

info-441-441 info-446-443

info-446-443 info-447-443

4. مقاومة التآكل

يعرض كل من الصف الثاني والصف الثالثمقاومة ممتازة للتآكل-إحدى السمات المميزة للتيتانيوم CP-بفضل غشاء ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂) الكثيف والمعالج ذاتيًا. أداء التآكل الخاص بهم متطابق تقريبًا في معظم البيئات، بما في ذلك:

المياه العذبة ومياه البحر والأجواء البحرية (لا يوجد تآكل أو تآكل في الشقوق في ظل الظروف النموذجية).

المحاليل المحايدة/الحمضية/القلوية الضعيفة (مثل تجهيز الأغذية وتخزين المواد الكيميائية).

البيئات الطبية الحيوية (متوافقة حيويا، لا يوجد ترشيح أيوني ضار).

إن الاختلاف البسيط في محتوى الشوائب لا يؤثر بشكل كبير على مقاومة التآكل. يعتبر كلا الصفين أدنى من سبائك التيتانيوم (على سبيل المثال، الدرجة 7 Ti-Pd) في البيئات شديدة العدوانية (على سبيل المثال، محاليل الكلوريد المركزة، وأحماض الاختزال القوية)، لكن أداءهما جيد بنفس القدر في التطبيقات القياسية.

5. التطبيقات النموذجية

يعتمد الاختيار بين الصف 2 والصف 3 على ما إذا كان ذلك أم لاالقابلية للتشكيل(الصف الثاني) أوقوة(الدرجة 3) لها الأولوية، حيث أن مقاومتها للتآكل وتكلفتها متشابهة.

تطبيقات الدرجة الثانية (إعطاء الأولوية للقابلية للتشكيل + القوة المعتدلة)

المعالجة الكيميائية: أنابيب وخزانات وتركيبات ذات جدران رقيقة- (يمكن تشكيلها بسهولة إلى أشكال معقدة للتعامل مع السوائل).

الهندسة المعمارية / التصميم: ألواح زخرفية، مكونات هيكلية خفيفة الوزن (قابلة للتشكيل في أشكال منحنية أو مخصصة).

الأجهزة الطبية: الأجزاء غير الحاملة للحمل -- (على سبيل المثال، الأدوات الجراحية وأنابيب القسطرة) حيث تعتبر الليونة والتوافق الحيوي أمرًا أساسيًا.

السلع الاستهلاكية: حافظات الساعات، وإطارات النظارات (يمكن تشكيلها بسهولة وتشكيلها في تصميمات معقدة).

تطبيقات الدرجة 3 (إعطاء الأولوية للقوة العالية + قابلية التشكيل المعتدلة)

الفضاء الجوي: الأجزاء الهيكلية ذات الحمل المنخفض- (على سبيل المثال، الأقواس والقنوات) حيث تكون القوة أكثر أهمية من قابلية التشكيل القصوى.

الهندسة البحرية: المكونات الصغيرة (مثل المثبتات وسيقان الصمامات) المعرضة لمياه البحر، والتي تتطلب قوة أعلى مما يمكن أن توفره الدرجة الثانية.

المعدات الصناعية: أوعية الضغط أو المضخات لتطبيقات الضغط المنخفض-إلى-المتوسطة (تحتاج إلى القوة لتحمل القوى الداخلية).

الأجهزة الطبية: زراعة محملة بشكل خفيف (على سبيل المثال، بعض دعامات الأسنان) حيث يلزم التوافق الحيوي وقوة إضافية.

6. التكلفة

تعد الدرجة 2 والدرجة 3 من بين درجات التيتانيوم الأكثر بأسعار معقولة (في المرتبة الثانية بعد الدرجة 1). تكلفتها متطابقة تقريبًا، حيث أن الاختلاف البسيط في التحكم في الشوائب (أكثر صرامة قليلاً بالنسبة للحد الأدنى للأكسجين في الدرجة الثانية) لا يخلق فجوة كبيرة في الأسعار. كلاهما أرخص بكثير من سبائك التيتانيوم (على سبيل المثال، الدرجة 5 Ti-6Al-4V)، والتي تتطلب عناصر صناعة السبائك باهظة الثمن.

الفرق بين الدرجة 2 والتيتانيوم الصف 3