التيتانيوم الصف 3 هو نوع منالتيتانيوم النقي التجاري (CP التيتانيوم)، المصنفة على أنها ثالثة - أعلى متغير قوة بين الدرجات الأربعة التيتانيوم CP المشتركة (الصفوف 1 و 2 و 3 و 4). إنها مادة التيتانيوم غير- ، مما يعني أن تكوينه في المقام الأول من التيتانيوم نقي (أكبر من أو يساوي 99.0 ٪) مع شوائب تتبع متحكم فيها (مثل الأكسجين والحديد والكربون والنيتروجين والهيدروجين).
على عكس سبائك التيتانيوم (على سبيل المثال ، TI-6AL-4V) ، لا يحتوي الصف 3 على عناصر سبائك متعمدة (على سبيل المثال ، الألومنيوم ، الفاناديوم). تكمن خصائصها الرئيسية في مزيج متوازن منقوة معتدلة(أعلى من الصفوف 1 و 2 ولكن أقل من الصف 4) ،مقاومة تآكل جيدة(مماثلة لدرجات التيتانيوم CP الأخرى) ، وقابلية تشكيل كافية(على الرغم من أقل بقليل من الصفوف 1 و 2 بسبب ارتفاع محتوى الأكسجين). يتم استخدامه على نطاق واسع في الصناعات حيث تتجاوز متطلبات القوة تلك الخاصة بـ - CP Titanium ولكن لا تتطلب استخدام سبائك التيتانيوم أغلى ثمناً.
معارض التيتانيوم من الدرجة الثالثةالقوة الميكانيكية المعتدلة، وضعه بين درجات القوة السفلية - 1/2 وأعلى - الصف 4 بين التيتانيوم النقي التجاري. يتم اشتقاق قوتها في المقام الأول من محتوى الأكسجين الخاضع للرقابة (وهو شوائب رئيسية تعمل كقوة في التيتانيوم CP) ، وخصائصه الميكانيكية النموذجية (في الحالة الصلبة ، وفقًا لمعايير مثل ASTM B265) هي كما يلي:
قوة العائد: ما يقرب من 380-480 ميغاباسكال (MPA) أو 55،000-70،000 جنيه لكل بوصة مربعة (PSI). يشير هذا إلى الإجهاد الذي تبدأ به المادة في الخضوع لتشوه دائم ، وهو أمر بالغ الأهمية للتطبيقات الهيكلية أو الحمل-.
قوة الشد: ما يقرب من 480-620 ميجا باسكال أو 70،000 - 90،000 رطل. هذا هو الحد الأقصى لضغوط يمكن أن تحمل المادة قبل الانهيار.
ليونة: استطالة عند استراحة حوالي 12 ٪ -20 ٪. في حين أن قوتها أعلى من الصفوف 1 و 2 ، فإنها لا تزال تحتفظ بحونة كافية لعمليات التصنيع المشتركة مثل الانحناء واللحام والآلات - على الرغم من أنها قد تتطلب قوة أكثر قليلاً من Lower- CP Titanium أثناء التشكيل.
من الناحية العملية ، تكون قوة الصف 3 مناسبة للتطبيقات حيث يلزم الحمل المعتدل - ، مثل معدات المعالجة الكيميائية أو المكونات الهيكلية الخفيفة ، دون التضحية بمقاومة التآكل المتأصلة في التيتانيوم النقي.
الصف الثالث من التيتانيوم هو درجة التيتانيوم خالص تجاريًا ، لذلك يهيمن على تكوينه من التيتانيوم (مثل المعدن الأساسي) مع شوائب تتبع تسيطر بشكل صارم (لا توجد عناصر سبائك مقصودة). التركيب الكيميائي النموذجي (بالوزن ، وفقًا للمعايير الدولية مثل ASTM B265 أو ASTM F67 أو ISO 5832-1) كما يلي:
يضمن هذا التكوين أن الصف 3 يحتفظ بمقاومة التآكل للتيتانيوم النقي مع تحقيق قوة معتدلة من خلال مستويات الأكسجين الخاضعة للرقابة.
يتم تعريف قوة الشد من التيتانيوم من الدرجة 3 على أنها الحد الأقصى للضغط الذي يمكن أن يتحمله المادة قبل التكسير تحت قوى الشد (سحب). يتم توحيد قوته الشد عبر مواصفات الصناعة (على سبيل المثال ، ASTM B265 لألواح/صفائح التيتانيوم ، ASTM B338 لأنابيب/أنابيب التيتانيوم) ويتم قياسها عادة فيالدولة الصلب(الحالة الأكثر شيوعًا للتيتانيوم CP ، حيث يحسن الصلب ليونة واستقرار).
نطاق قوة الشد النموذجي: 480-620 ميغاباسال (MPA)أو ما يعادل70،000-90،000 جنيه لكل بوصة مربعة (PSI).
ملاحظات رئيسية:
الصلب مقابل البرد - حالات عمل: في حين أن الصف الثالث الصلب له نطاق قوة الشد أعلاه ، يمكن أن يزيد العمل البارد - (على سبيل المثال ، التدحرج ، الرسم) من قوته الشد بنسبة 10-20 ٪ (على سبيل المثال ، حتى 680 ميجا باسكال / 98000 رطل / بوصة مربعة). ومع ذلك ، فإن العمل البارد - يقلل من ليونة ، لذلك يتم استخدامه فقط لتطبيقات محددة تتطلب قوة أعلى.
الاتساق القياسي: المعايير الرئيسية (ASTM ، ISO) حدد أالحد الأدنى لقوة الشد 480 ميجا باسكال (70،000 PSI)للصف 3 ، ضمان الاتساق عبر الشركات المصنعة. يعكس الحد الأعلى (620 MPa / 90،000 PSI) تقلبات الإنتاج النموذجية مع الحفاظ على ليونة (استطالة أكبر من أو تساوي 12 ٪).
تجعل قوة الشد هذه من الدرجة 3 مناسبة للتطبيقات مثل معدات العملية الكيميائية ، والمبادلات الحرارية ، والأجزاء الهيكلية الخفيفة الوزن - حيث يمكنها تحمل الأحمال الشد المعتدلة دون الفشل ، مع الحفاظ على مقاومة التآكل.
