1. التمييز الأساسي: التركيب الكيميائي
2. الخواص الميكانيكية: القوة والمتانة
3. مقاومة التآكل
الصف 3 (CP التيتانيوم): يعتمد على طبقة خاملة كثيفة ذاتية الإصلاح من ثاني أكسيد التيتانيوم (TiO₂). يتفوق فيبيئات تآكل خفيفة إلى معتدلة(المياه العذبة، ومياه البحر، والأحماض/القلويات المحايدة/الضعيفة) وهو مقاوم للغاية للتآكل الشق/النقر في الظروف النموذجية. ومع ذلك، فهو عرضة لأحماض مخفضة قوية(على سبيل المثال، حمض الكبريتيك المركز، وحمض الهيدروكلوريك) وبيئات مؤكسدة ذات درجة حرارة عالية-.(أعلى من ~300 درجة)، حيث يمكن أن يتحلل الفيلم السلبي.
الصف 5 (Ti-6Al-4V): الألومنيوم الموجود في تركيبته يعزز طبقة TiO₂، مما يحسن المقاومةالبيئات المؤكسدة(على سبيل المثال، حمض النيتريك، هواء ذو درجة حرارة عالية-). كما أنه يعمل بشكل جيد في مياه البحر ومعظم المواد الكيميائية الصناعية. ومع ذلك، الصف 5 هوأقل مقاومة قليلاً لتآكل الشقوق في محاليل الكلوريد الساخنة المركزة(على سبيل المثال، 80 درجة + مياه البحر) من الدرجة 3، وذلك بسبب تأثير الفاناديوم الطفيف على استقرار الفيلم.
4. القابلية للتشكيل وقابلية التشغيل الآلي
الصف 3: قوتها المنخفضة وليونة أعلى تجعلهاقابلة للتشكيل للغاية. ويمكن تشكيلها على البارد- (ثنيها أو لفها أو سحبها إلى صفائح/أسلاك رفيعة) بأقل قدر من القوة وخطر منخفض للتشقق. القدرة على الماكينات هيمعتدل-يتسبب التوصيل الحراري المنخفض للتيتانيوم (الشائع في جميع الدرجات) في تراكم الحرارة، ولكن نعومة الدرجة 3 تقلل من تآكل الأدوات مقارنة بالسبائك.
الصف 5: قوتها العالية (خاصة في حالة STA) تجعلها كذلكسيئة التشكيل. يتطلب التشكيل على البارد قوة شديدة وتسخينًا مسبقًا-في كثير من الأحيان (إلى ~300-500 درجة ) لتجنب الكسر؛ عادةً ما يتم إنتاج الأشكال المعقدة عن طريق الصب أو الحدادة (وليس الثني/اللف). القدرة على الماكينات هيصعب: تؤدي صلابتها العالية وموصليتها الحرارية المنخفضة إلى التآكل السريع للأداة، مما يتطلب أدوات متخصصة (على سبيل المثال، إدراجات الكربيد)، ومبردات، وسرعات قطع بطيئة. غالبًا ما يستغرق تصنيع الدرجة الخامسة وقتًا أطول بمقدار 2-3 مرات-وتكلفة أعلى من الدرجة الثالثة.
5. الاستجابة للمعالجة الحرارية
الصف 3: باعتبارها درجة التيتانيوم CP، فإنهلا يمكن تقويتها بالمعالجة الحرارية. التلدين (التسخين إلى ~650-700 درجة، التبريد البطيء) هو المعالجة الحرارية الشائعة الوحيدة-فهي تخفف الضغط الداخلي الناتج عن العمل البارد وتستعيد الليونة، ولكنها لا تغير القوة. إن العمل على البارد (مثل الدرفلة والسحب) هو الطريقة الوحيدة لزيادة قوة الدرجة 3 (على حساب الليونة).
الصف 5: باعتبارها سبيكة ألفا-بيتا، فهييستجيب بقوة للمعالجة الحرارية. العملية الأكثر شيوعًا-العلاج بالمحلول والشيخوخة (STA)-يتضمن:
تسخين إلى 920-960 درجة (منطقة طور بيتا ألفا-) لإذابة الفاناديوم في مصفوفة ألفا.
التبريد السريع (تبريد الماء) لاحتجاز الفاناديوم في حالة شبه مستقرة (المرحلة '-) المارتنسيتية).
التعتيق عند 480-650 درجة لترسيب جزيئات طور بيتا الدقيقة والموحدة-، والتي تمنع حركة الانخلاع وتزيد القوة بشكل كبير.
6. التطبيقات النموذجية
تطبيقات الدرجة 3 (إعطاء الأولوية للتشكيل + القوة الخفيفة + مقاومة التآكل)
الهندسة البحرية: الأجزاء المكشوفة من مياه البحر-الصغيرة (على سبيل المثال، سيقان الصمامات ودفاعات المضخة) حيث تكون القوة المعتدلة ومقاومة التآكل كافية.
المعالجة الكيميائية: خزانات وأنابيب ووصلات ذات ضغط منخفض- للسوائل غير العدوانية-(على سبيل المثال، أحماض -الطعام).
الأجهزة الطبية: المكونات غير الحاملة للحمل-(على سبيل المثال، أعمدة الأدوات الجراحية، وطبقات الأسنان) حيث تعد القابلية للتشكيل والتوافق الحيوي أمرًا أساسيًا.
السلع الاستهلاكية: أجهزة خفيفة الوزن (على سبيل المثال، أدوات التثبيت للمعدات الخارجية) حيث تكون التكلفة وسهولة التصنيع أكثر أهمية من القوة العالية.
تطبيقات الدرجة الخامسة (إعطاء الأولوية للقوة العالية + القوة-إلى-نسبة الوزن)
الفضاء الجوي: المكونات الهيكلية الأساسية (على سبيل المثال، إطارات الطائرات، وشفرات المحرك، ومعدات الهبوط) حيث يكون توفير الوزن والقوة أمرًا بالغ الأهمية.
الطبية الحيوية: غرسات تحمل الأحمال- (على سبيل المثال، بدائل الورك/الركبة، وقضبان دمج العمود الفقري) حيث تكون القوة العالية، والتوافق الحيوي، ومقاومة التعب أمرًا ضروريًا.
السيارات: أجزاء عالية الأداء- (على سبيل المثال، صمامات محرك السباق ومكونات العادم) لتقليل الوزن وتحسين المتانة.
الآلات الصناعية: الأجزاء ذات التحميل العالي- (على سبيل المثال، الأجزاء الداخلية لأوعية الضغط، ومثبتات الخدمة الشاقة-) التي تتطلب قوة تفوق قدرات تيتانيوم CP.
7. التكلفة
عناصر صناعة السبائك: الألومنيوم والفاناديوم يضيفان تكاليف المواد الخام.
تعقيد التصنيع: تتطلب الدرجة الخامسة صهرًا أكثر دقة (للتحكم في نسب السبائك) وغالبًا ما تتطلب المعالجة الحرارية/التزوير (مقابل الدرفلة البسيطة للصف الثالث).
تكاليف التصنيع: ضعف القدرة على التصنيع من الدرجة الخامسة يزيد من وقت التصنيع ونفقات الأداة.
