الصف الثالث من التيتانيوم هو نوع من التيتانيوم النقي التجاري (CP) غير المبتسم ، ويتألف بشكل أساسي من مرحلة ألفا () (إغلاق سداسي - المعبأة) في درجة حرارة الغرفة. عادة ما يتم تحديد خصائصها الميكانيكية في حالة الصلب (حالة العرض الأكثر شيوعًا) ، مع قيم نموذجية على النحو التالي:
خصائص القوة
قوة العائد (0.2 ٪ إزاحة): ما يقرب من 370-480 ميجا باسكال (54000 - 70،000 رطل) ، وهو أعلى من الصف 1 والصف 2 CP ، تصنيفه على أنه متوسط {9}} درجة التيتانيوم النقي.
قوة الشد (Ultimate): حوالي 480-620 ميجا باسكال (70،000 - 90،000 PSI) ، مناسبة للتطبيقات التي تتطلب قوة معتدلة دون الحاجة إلى سبائك التيتانيوم عالية-.
ليونة واللدونة
استطالة عند الاستراحة: 15 ٪ -25 ٪ (أكثر من طول قياس 50 مم). في حين أن أقل من الصف 1 (20 ٪ - 30 ٪) والصف 2 (20 ٪ - 30 ٪) CP Titanium ، فإنه لا يزال يحافظ على تشوه الشد الجيد ، مما يتيح عمليات تشكيل مثل الانحناء والختم والرسم.
الحد من المنطقة: حوالي 30 ٪ - 40 ٪ ، مما يشير إلى صليب ممتاز - سعة الانكماش المقطعية قبل الكسر والأداء البلاستيكي المتوازن.
صلابة
Brinell Hardness (HB): 110–140 HB ؛ Rockwell Hardness (HRB): 80–95 HRB. توازن صلابة معتدلة ارتداء المقاومة والقابلية للآلات.
أداء درجة حرارة منخفضة-
إنه يحتفظ بصياغة جيدة في درجات حرارة منخفضة دون انتقال هش كبير. حتى في درجات الحرارة المبردة (على سبيل المثال ، - 253 درجة ، درجة حرارة الهيدروجين السائل) ، فإنها تحافظ على ليونة مقبولة ، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات خدمة درجات الحرارة المنخفضة.
ملاحظة: قد تختلف قيم محددة قليلاً بناءً على عمليات التصنيع (على سبيل المثال ، المتداول ، التزوير) ومعلمات المعالجة الحرارية. للتطبيقات العملية ، راجع تقرير اختبار المواد (MTR) المقدمة من الشركة المصنعة.
على الرغم من فائدتها ، فإن التيتانيوم من الدرجة الثالثة لها قيود متأصلة بسبب طبيعتها غير المحددة:
قوة أقل من سبائك التيتانيوم: قوة العائد (370-480 MPa) أقل بكثير من قوة التيتانيوم الملموس (على سبيل المثال ، ti - 6al - 4v/grade 5 ، مع قوة العائد ~860 mpa). هذا يجعلها غير مناسبة للتطبيقات عالية التحميل مثل المكونات الهيكلية للفضاء أو الأوعية ذات الضغط العالي.
أداء درجة حرارة عالية -: تُظهر التيتانيوم النقي انخفاضًا حادًا في القوة فوق 300 درجة ، وتضعف مقاومة الأكسدة (كما شكل أفلام أكسيد فضفاضة). وبالتالي ، فإن التيتانيوم من الدرجة 3 يقتصر عمومًا على درجات حرارة الخدمة التي تقل عن 300 درجة ولا يمكن استخدامها في بيئات درجة الحرارة العالية - مثل توربينات المحرك أو الوفاة الساخنة.
مقاومة التآكل السفلية لسبائك التيتانيوم المتخصصة: على الرغم من أنه يعمل بشكل جيد في معظم البيئات (على سبيل المثال ، مياه البحر ، والأحماض المخففة) ، إلا أنه أقل مقاومة للوسائط المتآكلة للغاية (على سبيل المثال ، حمض الهيدروكلوريك المركّز ، حمض النيتريك الساخن ، عالي- cloride cloride) بالمقارنة مع التآكل - allows all -pows (eg ، grade 2 ti} {ti} {ti} {pression 2 ti. Ti-0.15pd). إنه عرضة لتآكل التآكل أو شق في مثل هذه الظروف.
تكلفة أعلى من المعادن الشائعة: إن عملية الاستخراج المكثفة والطاقة- تؤدي عملية الاستخراج المكثفة (عملية Kroll) للتيتانيوم الخالص إلى ارتفاع تكلفة المواد الخام من الفولاذ الكربوني أو الفولاذ المقاوم للصدأ. للتكلفة - التطبيقات الحساسة مع متطلبات القوة المنخفضة (على سبيل المثال ، الأنابيب العامة ، البضائع اليومية) ، فهي أقل تكلفة - فعالة من المعادن التقليدية.
قابلية الصعوبة: تتمتع التيتانيوم بتوصيل حراري منخفض (حوالي 1/5 من الصلب) ، مما يتسبب في تركيز الحرارة على حافة الأدوات أثناء الآلات ، مما يؤدي إلى ارتداء الأدوات السريعة. بالإضافة إلى ذلك ، يميل التيتانيوم إلى ربط مواد الأدوات (على سبيل المثال ، الصلب العالي- في درجات حرارة عالية ، مما يتطلب أدوات وعمليات متخصصة - تقليل كفاءة التصنيع وزيادة التكاليف.
يعزز الصف الثالث من التيتانيوم الخصائص المتأصلة في التيتانيوم الخالص مع تحقيق توازن بين القوة والتطبيق العملي ، مما يوفر المزايا الرئيسية التالية:
قوة ومحونة متوازنة: من بين درجات CP Titanium ، تتمتع الصف 3 بقوة أعلى (370-480 ميجا باسكال قوة) من الصف 1 والصف 2 ، مع الحفاظ على ليونة جيدة (15 ٪ - 25 ٪ استطالة). يسمح هذا التوازن بتلبية متطلبات الحمل الهيكلية واحتياجات التكوين (على سبيل المثال ، اللحام ، التزوير ، الانحناء) ، مما يجعله مثاليًا للمكونات المعقدة- مثل مباني الأجهزة الطبية وخطوط الأنابيب الكيميائية.
مقاومة تآكل ممتازة: في البيئات الطبيعية (الغلاف الجوي ، المياه العذبة) ، والبيئات البحرية (مياه البحر ، رذاذ الملح) ، ومعظم الوسائط الصناعية (حمض الكبريتيك المخفف ، حمض الهيدروكلوريك المخفف ، والأحماض العضوية) ، تشكل التيتانيوم من الدرجة الثالثة فيلمًا كثيفًا ومستقرًا ثاني أكسيد التيتانيوم (Tio₂) على سطحه. يمنع هذا الفيلم تغلغل الوسائط المسببة للتآكل ، مما يمنحه مقاومة تآكل متفوقة للغاية للفولاذ الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ. يستخدم على نطاق واسع في الأجزاء البحرية ومعدات تحلية المياه وخزانات التخزين الكيميائية.
توافق حيوي متفوق: التيتانيوم النقي غير - سام ، غير محسوب ، غير مسبب ، ومتوافق للغاية مع الأنسجة البشرية (العظام ، العضلات) ، مما يسبب عدم رفض المناعة. لذلك ، يتم استخدام التيتانيوم من الدرجة 3 على نطاق واسع في الأجهزة الطبية ، مثل زراعة العظام (البراغي ، وألواح العظام) وتناهيات زرع الأسنان.
كثافة منخفضة وقوة عالية محددة: التيتانيوم لديه كثافة حوالي 4.51 جم/سم - فقط 56 ٪ من الصلب و 45 ٪ من النحاس. على الرغم من أن القوة 3 Titanium المحددة (القوة - إلى - نسبة الكثافة) أقل من سبائك التيتانيوم ، فإنها لا تزال تتجاوز الصلب الكربوني والفولاذ المقاوم للصدأ. هذا يجعلها مناسبة للتطبيقات الخفيفة الوزن (على سبيل المثال ، المعدات الطبية المحمولة ، المكونات البحرية الصغيرة) حيث يكون تقليل الوزن الهيكلي أمرًا بالغ الأهمية.
ممتازة منخفضة - صلابة درجة الحرارة: التيتانيوم النقي ليس لديه درجة حرارة الانتقال الهشة. يحافظ الصف 3 على التيتانيوم على صلابة ما يقرب من تغيير على مدى درجة الحرارة من - 253 درجة (درجة حرارة الهيدروجين السائل) إلى درجة حرارة الغرفة ، وتجنب الكسر الهش الذي يصيب الصلب الكربوني في درجات حرارة منخفضة. وبالتالي ، فهي جيدة - مناسبة للهندسة المبردة ، مثل خزانات تخزين الغاز السائل وخط أنابيب درجة الحرارة المنخفضة.
