الفرق بين الصف الثاني والصف 3 التيتانيوم

يتم تصنيف كل من التيتانيوم من الدرجة الثانية والصف 3 على حد سواءالتيتانيوم النقي التجاري (CP TI)وتبادل الخصائص الأساسية مثل مقاومة التآكل الممتازة (المشتقة من فيلم أكسيد التيتانيوم مستقر) وكثافة منخفضة (~ 4.51 جم/سم). ومع ذلك ، فهي تختلف اختلافًا كبيرًا في التركيب الكيميائي ، والخصائص الميكانيكية ، والتشكيل ، والتطبيقات النموذجية - بسبب الاختلافات التي يتم التحكم فيها في محتوى الشوائب (وخاصة الأكسجين). فيما يلي انهيار مفصل للاختلافات الرئيسية:

1. التكوين الكيميائي

يكمن التمييز الأساسي فيمحتوى الأكسجين(شوائب خلالية حرجة تؤثر على القوة والليونة) والاختلافات الطفيفة في عناصر النزرة الأخرى. كلا الدرجتين لديها أكبر من أو تساوي 99 ٪ من التيتانيوم مثل المعدن الأساسي ، مع عدم وجود عناصر سبائك متعمدة.

العنصر (بالوزن ، بالوزن)	التيتانيوم الصف 2 (ASTM B265)	التيتانيوم الصف 3 (ASTM B265)	الآثار الرئيسية
الأكسجين (س)	0.10 – 0.18%	0.18 – 0.25%	الصف 3 لديه حوالي 40 ٪ الأكسجين أعلى ، مما يزيد مباشرة من قوته ولكن تقليل ليونة.
الكربون (ج)	أقل من أو يساوي 0.08 ٪	أقل من أو يساوي 0.08 ٪	حد متطابق ؛ يمنع تكوين كربيد هش (TIC).
الهيدروجين (ح)	أقل من أو يساوي 0.015 ٪	أقل من أو يساوي 0.015 ٪	تسيطر عليها بدقة على حد سواء لتجنبتحضرة الهيدروجين(هش تكسير تحت الضغط).
النيتروجين (ن)	أقل من أو يساوي 0.03 ٪	أقل من أو يساوي 0.03 ٪	حد متطابق ؛ النيتروجين يعزز القوة ولكنه قد يقلل من الصلابة إذا كان مفرطًا.
الحديد (Fe)	أقل من أو يساوي 0.30 ٪	أقل من أو يساوي 0.30 ٪	حد متطابق ؛ الشوائب الحديد البسيطة تعزز القوة قليلاً دون تأثيرات التآكل الرئيسية.
التيتانيوم (TI)	التوازن (أكبر من أو يساوي 99.0 ٪)	التوازن (أكبر من أو يساوي 99.0 ٪)	قاعدة معدنية يضمن مقاومة التآكل الأساسية.

2. الخصائص الميكانيكية (حالة الصلب)

يعد الصلب (المعالجة الحرارية لتخفيف الإجهاد وتحسين القابلية للتشكيل) الحالة الأكثر شيوعًا لكلا الصفوف. يختلف أدائها الميكانيكي بشكل حاد ، مدفوعًا بمحتوى الأكسجين:

ملكية	التيتانيوم الصف 2	التيتانيوم الصف 3	المقارنة الرئيسية
قوة الشد	345 - 550 ميجا باسكال (50000 - 80،000 PSI)	480 - 620 ميجا باسكال (70،000 - 90،000 PSI)	الصف 3 هو ~ 25-40 ٪ أقوى في قوة الشد.
قوة العائد	275 - 485 MPa (40،000 - 70،000 psi)	370 - 485 MPa (54،000 - 70،000 PSI)	الصف 3 لديه 35-50 ٪ قوة العائد (مقاومة التشوه الدائم).
استطالة (مقياس 50 مم)	20 – 30%	15 – 25%	الصف 2 أكثر دقة (أسهل في الانحناء أو التمدد أو الشكل) بسبب انخفاض الأكسجين.
صلابة (روكويل ب)	~ 70 - 80 HRB	~ 80 - 90 HRB	الصف الثالث أصعب قليلاً ، ويتوافق مع قوته العليا.

3. القابلية للتشكيل وقابلية الآلات

التيتانيوم الصف 2: يُعرف باسم "العمود الفقري" من التيتانيوم الخالص ، فهو يقدمقابلية تشكيل ممتازة. يمكن أن يكون الجو باردًا بسهولة - (على سبيل المثال ، الانحناء ، المتداول ، الرسم ، الختم) ولحام دون خطر كبير. تعمل ليونة عالية أيضًا على تبسيط التصنيع في أشكال معقدة (على سبيل المثال ، أوراق رقيقة ، أنابيب قطر صغيرة-).

التيتانيوم الصف 3: قابلية التشكيلمعتدل- أدنى من الصف 2 ولكن لا يزال قابلاً للتطبيق للتكوين الأساسي (على سبيل المثال ، الانحناء البسيط أو البثق). ارتفاع محتوى الأكسجين يجعله أكثر صلابة. قد يسبب العمل البارد المفرط - التكسير ، لذلك يتطلب في كثير من الأحيان معالجة محكومة (على سبيل المثال ، الصلب المتوسط لاستعادة ليونة).

بالنسبة إلى القابلية للآلات ، فإن كلتا الدرجتين صعبة (تسبب الموصلية الحرارية المنخفضة في التيتانيوم تراكم الحرارة في أدوات القطع) ، لكن القوة العليا للصف 3 تضيف صعوبة طفيفة - قد تكون هناك حاجة إلى سرعات قطع أبطأ أو أدوات أصعب.

4. مقاومة التآكل

كلا الدرجتين معرضمقاومة تآكل استثنائيةفي معظم البيئات ، بفضل مصفوفة التيتانيوم الخالصة وفيلم أكسيد الشفاء. يؤدون أداءً جيدًا في:

مياه البحر والبيئات البحرية (يقاوم التآكل وتآكل الشق).

الأحماض المؤكسدة (على سبيل المثال ، حمض النيتريك) والحلول القلوية المحايدة/الضعيفة.

المواد الكيميائية الصناعية (على سبيل المثال ، الكلوريد ، الكبريتات).

لا يوجد اختلاف ذي معنى في مقاومة التآكل بينهما - مستويات الشوائب في كلاهما منخفضة للغاية بحيث لا يمكن تسوية استقرار فيلم الأكسيد.

5. التطبيقات النموذجية

قوتهم المميزة - أرصدة الحجم تقود حالات الاستخدام المختلفة:

التيتانيوم الصف 2	التيتانيوم الصف 3
- المعالجة الكيميائية: بطانات الخزانات والأنابيب والصمامات (تتطلب تشكيلًا للأشكال المعقدة). - الطبي: الأدوات الجراحية ، دبابيس العظام ، وتركيبات الأسنان (متوافقة حيوياً وسهلة الشكل). - البحرية: السحابات خفيفة الوزن ، مكونات الهيكل ، والمبادلات الحرارية (التآكل - مقاومة + قابلة للتكوين). - السلع الاستهلاكية: حالات الساعة ، إطارات النظارات (قابلة للتصميمات المعقدة).	- الهندسة الكيميائية: صمامات الضغط العالية - ومكونات المضخة وأجزاء المفاعل (يحتاج إلى قوة أعلى للإجهاد - أدوار المحمل). - Marine: Heavy - السحابات الواجب ، مهاوي المروحة ، ومكونات النظام الأساسي البحري (قوة + مقاومة التآكل). - Aerospace: low - الأجزاء الهيكلية للإجهاد (على سبيل المثال ، إطارات المقصورة ، ducting) حيث تكون توفير الوزن والقوة المعتدلة أمرًا بالغ الأهمية. - الطبي: يزرع الأسنان والأدوات الجراحية التي تتطلب حمولة أعلى - سعة تحمل (على سبيل المثال ، براغي العظام).

التيتانيوم الصف 2

التيتانيوم الصف 3

- المعالجة الكيميائية: بطانات الخزانات والأنابيب والصمامات (تتطلب تشكيلًا للأشكال المعقدة).
- الطبي: الأدوات الجراحية ، دبابيس العظام ، وتركيبات الأسنان (متوافقة حيوياً وسهلة الشكل).
- البحرية: السحابات خفيفة الوزن ، مكونات الهيكل ، والمبادلات الحرارية (التآكل - مقاومة + قابلة للتكوين).
- السلع الاستهلاكية: حالات الساعة ، إطارات النظارات (قابلة للتصميمات المعقدة).

- الهندسة الكيميائية: صمامات الضغط العالية - ومكونات المضخة وأجزاء المفاعل (يحتاج إلى قوة أعلى للإجهاد - أدوار المحمل).
- Marine: Heavy - السحابات الواجب ، مهاوي المروحة ، ومكونات النظام الأساسي البحري (قوة + مقاومة التآكل).
- Aerospace: low - الأجزاء الهيكلية للإجهاد (على سبيل المثال ، إطارات المقصورة ، ducting) حيث تكون توفير الوزن والقوة المعتدلة أمرًا بالغ الأهمية.
- الطبي: يزرع الأسنان والأدوات الجراحية التي تتطلب حمولة أعلى - سعة تحمل (على سبيل المثال ، براغي العظام).