التيتانيوم الصف 2 هو أالتيتانيوم النقي التجاري (CP TI)الصف الأول من أكثر مواد التيتانيوم غير المليئة بالاستخدام. على عكس سبائك التيتانيوم (على سبيل المثال ، الصف 5 TI-6AL-4V) ، فإنه لا يحتوي على عناصر من سبائك مضافة عمدا (مثل الألومنيوم أو الفاناديوم) وتتكون من أكثر من 99 ٪ من التيتانيوم نقي. يتم تشكيل خصائصها في المقام الأول عن طريق الشوائب النزرة (على سبيل المثال ، الأكسجين ، الحديد ، الكربون) التي يتم التحكم فيها بصرامة لتحقيق التوازن بين الأداء وقابلية المعالجة.
كصف "تجاري نقي" ، فإنه يحتل أرضًا وسطًا في عائلة CP Titanium (والتي تشمل الصفوف 1 و 2 و 3 و 4). بالمقارنة مع التيتانيوم CP من الدرجة المنخفضة (على سبيل المثال ، الصف الأول ، مع عدد أقل من الشوائب) ، فإن الصف الثاني له قوة أعلى قليلاً (بسبب المزيد من الأكسجين بشكل هامشي) مع الحفاظ على ليونة ممتازة والقدرة على التكوين. بالمقارنة مع التيتانيوم CP ذي الدرجة العالية (على سبيل المثال ، الصف 3) ، فإنه يوفر ليونة أفضل وقابلية لحام على حساب قوة أقل قليلاً.
الخصائص الرئيسية للصف الثاني من التيتانيوم تشمل:
ليونة عالية وقابلية تشكيل البرد (عازمة بسهولة ، مدحلة ، أو رسمها في صفائح/أسلاك رقيقة).
مقاومة تآكل ممتازة في بيئات خفيفة إلى معتدلة (على سبيل المثال ، مياه البحر ، الأحماض المخففة).
قابلية لحام جيدة مع الحد الأدنى من فقدان القوة بعد الليباد.
التوافق الحيوي (آمن للاستخدام في الاتصال بالأنسجة البشرية ، مما يجعله مناسبًا للأجهزة الطبية).
هذه السمات تجعلها مادة متعددة الاستخدامات للتطبيقات التي تكون فيها احتياجات القوة معتدلة ، ولكن يتم تحديد أولويات احتياجات القوة ، ولكن يتم تحديد أولويات مقاومة التآكل ، وفعالية التكلفة.
يحتوي Titanium Grade 2 على العديد من الأسماء الشائعة ، مما يعكس تصنيفه ونقهته واستخدام الصناعة:
الاسم الأساسي/القياسي: التيتانيوم الصف 2(التعيين الأكثر شهرة عالميًا ، يستخدم في معايير مثل ASTM International و ISO و DIN).
الاسم القائم على النقاء: تيتانيوم نقي تجاريا الصف 2 (CP TI الصف 2). يؤكد هذا الاسم على وضعه على أنه درجة التيتانيوم غير المليئة بالوحدة العالية (وليس سبيكة) ويميزه عن الدرجات المقطوعة (على سبيل المثال ، الصف 5).
ألقاب خاصة بالصناعة: في بعض القطاعات (على سبيل المثال ، المعالجة الكيميائية أو التصنيع الطبي) ، قد يشار إليها بشكل غير رسمي باسم "CP Grade 2 Titanium" أو ببساطة "الصف 2 CP TI" للإيجاز.
والجدير بالذكر أنه ليس لديه "اسم تجاري" فريد أو تسمية ملكية (على عكس بعض السبائك المتخصصة). تتوافق أسمائها عبر المعايير العالمية لضمان الوضوح في اختيار المواد والمواصفات.
نعم ، يعتبر التيتانيوم الصف 2جودة عاليةلتطبيقاتها المقصودة ، مع الجودة المحددة من خلال الاتساق والموثوقية والمواءمة مع معايير الصناعة. يتم التحقق من صحة جودتها من خلال العوامل التالية:
يتم تصنيع من الدرجة الثانية من التيتانيوم واختبارها لتلبية معايير دولية صارمة ، والتي تضمن تكوين موحد ، والخصائص الميكانيكية ، والأداء. تشمل المعايير الرئيسية:
ASTM B265: مواصفات ورقة سبيكة التيتانيوم وسبائك التيتانيوم واللوحة والشريط (تستخدم عالميا للمنتجات المسطحة).
ASTM B348: مواصفات لحانات وسبائك التيتانيوم وبيليتس.
ISO 5832-2: المعيار الدولي لسبائك التيتانيوم وسبائك التيتانيوم للزراعة الجراحية (على وجه التحديد للصف الطبية من الدرجة 2).
هذه المعايير تفرض ضوابط ضيقة على شوائب النزرة (على سبيل المثال ، الهيدروجين أقل من أو تساوي 0.015 ٪ ، والأكسجين أقل من أو يساوي 0.25 ٪) والخصائص الميكانيكية (مثل ، الحد الأدنى من قوة العائد البالغة 275 ميجا باسكال) ، مما يضمن كل دفعة من التيتانيوم من الدرجة 2 أداء كما هو متوقع.
تنعكس جودة الصف الثاني من التيتانيوم في قدرتها على تلبية احتياجات تطبيقاتها الأساسية بشكل موثوق:
المعالجة الكيميائية: إنه يقاوم التآكل في الأحماض المخففة ومياه البحر ، والحفاظ على النزاهة الهيكلية على مدار عقود محترمة للخزانات والأنابيب والصمامات.
الأجهزة الطبية: توافقه الحيوي (لا تفاعلات سامة مع الأنسجة البشرية) والنقاء تلبي اللوائح الطبية الصارمة ، مما يجعلها آمنة لألواح الأسنان والأدوات الجراحية.
السلع الاستهلاكية: يوفر ليونة ثابتة لتشكيلها في حالات الساعة أو إطارات النظارات ، مع عدم وجود تباين في النهاية أو المتانة.
على الرغم من أن الجودة العالية لغرضها ، فإن التيتانيوم من الدرجة الثانية ليس "عالي الجودة" للتطبيقات التي تتطلب قوة متطرفة أو مقاومة للحرارة (على سبيل المثال ، أجزاء محرك الفضاء الجوي). جودتها هي مُحسّنة خاصة بالتطبيق بالنسبة للبيئات المنخفضة للإجهاد المعرضة للتآكل ، ولكنها غير مناسبة للسيناريوهات عالية الأداء حيث تكون السبائك مثل الصف 5 أكثر ملاءمة.
لا ، التيتانيوم الصف 2لا يمكن الصدأميزة رئيسية تميزها عن الصلب والعديد من المعادن الأخرى. لفهم السبب ، من الأهمية بمكان تحديد "الصدأ": يشير الصدأ على وجه التحديد إلى تكوين أكاسيد الحديد (على سبيل المثال ، Fe₂o₃) على المعادن المستندة إلى الحديد (مثل الصلب) عند تعرضها للأكسجين والرطوبة. نظرًا لأن الصف الثاني من التيتانيوم لا يحتوي على أي مكواة ، فإنه لا يمكن أن يشكل أكاسيد الحديد ، وبالتالي لا يمكن الصدأ.
بدلاً من الصدأ ، تشكل التيتانيوم من الدرجة الثانية أطبقة أكسيد واقيةالتي تمنع التآكل:
التخميل: عند تعرضه للهواء أو الماء ، يتفاعل التيتانيوم من الدرجة الثانية على الفور مع الأكسجين لتشكيل رقيقة (2-5 نانومترات) ، طبقة كثيفة من ثاني أكسيد التيتانيوم (TIO₂) على سطحه. هذه الطبقة خاملة (غير عدوانية كيميائيًا) وغير مُنفَّعة للأوكسجين والماء وأيونات تآكل.
الشفاء الذاتي: إذا كانت طبقة الأكسيد مخدوشًا أو تالفًا (على سبيل المثال ، بواسطة خدش أو تأثير) ، فإنها تقوم على الفور بإصلاح حماية الأكسجين أو حماية عرق الرطوبة دون أي علاج إضافي.
على الرغم من أن الصف الثاني من التيتانيوم لا يصدأ ، إلا أنه يمكن أن يختبرالتآكل في البيئات الشديدة والعدوانية للغاية(على الرغم من أن هذا أمر نادر ومتميز عن الصدأ).
أحماض قوية مركزة: Hot, concentrated acids (e.g., nitric acid >60 ٪ في درجات الحرارة المرتفعة) يمكن أن يحل طبقة TiO₂ ، مما يؤدي إلى حفر السطح أو الحفر.
الأملاح المنصهرة أو القلويات: في درجات حرارة عالية جدًا (أعلى من 600 درجة) ، قد يؤدي الأملاح المنصهرة (على سبيل المثال ، كلوريد الصوديوم) أو القلويات القوية (على سبيل المثال ، هيدروكسيد الصوديوم المصلي) إلى تحطيم طبقة الأكسيد.
بيئات تحتوي على الفلوراين: يمكن للفلور الغازي أو حمض الهيدروفلوريك (HF) أن يتفاعل مع التيتانيوم لتشكيل فلوريدات التيتانيوم المتطايرة ، مما يسبب تآكل سريع.
في البيئات النموذجية (على سبيل المثال ، مياه البحر ، المطر ، الهواء الرطب ، المواد الكيميائية المخففة) ، لا يزال من الدرجة الثانية من التيتانيوم خالية تمامًا من الصدأ ومقاوم للتآكل لعقود.
