2 klasės titano atrankos vadovas

Gr2 (CP Ti)dėl subalansuoto našumo, puikaus apdorojimo pritaikomumo ir ekonomiškumo{1}} tapo plačiausiai naudojama aukščiausios klasės{0}}srityse. Yra daug titano lydinio rūšių. Kaip tiksliai nustatyti, ar Gr2 atitinka reikalavimus, ir išvengti nesusipratimų dėl pasirinkimo?

 

 

Atsparumas korozijai: ant paviršiaus gali susidaryti tanki, savaime{0}}gyjanti titano oksido plėvelė. Jis pasižymi geresniu atsparumu korozijai, plačiai taikomas jūrų inžinerijoje (vamzdžiai, jungtys) ir chemijos inžinerijoje (reaktorių įdėklai, perdavimo vamzdynai).

 

Mechaninės savybės: Tempimo stipris yra 370-480 MPa. Takumo riba yra 275 MPa, o pailgėjimas yra 20–25%. Nors jo stiprumas yra mažesnis nei Gr5, jis pasižymi išskirtiniu tvirtumu. Tinka medicininėms dantų implantų atramosioms (laikančios okliuzinę jėgą + plastiko apdirbimas) ir šilumokaičiams (atsparumas šiluminiam įtempimui).

 

Biologinis suderinamumas ir šilumos laidumas: jame nėra kenksmingų elementų ir yra puikaus biologinio suderinamumo, todėl tinka ortopediniams implantams ir dantų atstatymams. 16,3 W/(m·K) šilumos laidumo koeficientas gali patenkinti aviacijos ir kitų sričių šilumos izoliacijos poreikius.

 

 

1. Kalimo procesas

Gr2 kalimo temperatūra yra 800-950 laipsnių. Norint išvengti grūdų sutirštėjimo, reikia kontroliuoti temperatūrą. Kalimas gali patobulinti grūdelius, pagerinti tankį ir pagerinti mechaninių savybių vienodumą, todėl jis tinka sudėtingiems kaltiniams, pavyzdžiui, vožtuvų šerdims. Po kalimo, įtempių mažinimo atkaitinimas atliekamas laikant 600-700 laipsnių, po to aušinamas oru, kad būtų pašalintas įtempis ir atkurtas plastiškumas.

 

2. Suvirinimo procesas

Gr2 turi gerą suvirinamumą ir gali būti suvirintas naudojant tokius metodus kaip TIG ir MIG. Suvirinant reikia naudoti argono dujas, kurių grynumas didesnis nei 99,99 %, kad būtų išvengta titano reakcijos aukštoje temperatūroje ir susidarytų trapūs junginiai. Siekiant sumažinti liekamąjį įtempį ir išvengti įtrūkimų, po suvirinimo rekomenduojama atkaitinti įtempius.

 

3. Pjovimo ir formavimo procesai

Gr2 turi vidutinį pjovimo sunkumą. Dėl prasto šilumos laidumo reikėtų rinktis cementinio karbido įrankius, mažą pjovimo greitį, didelį padavimo greitį ir pakankamą aušinimo skysčio kiekį. Dėl didelio plastiškumo jis tinkamas šaltam apdirbimui, pavyzdžiui, štampavimui ir lenkimui be sudėtingo išankstinio pašildymo, todėl sumažėja išlaidos.

 

Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5,Gr7,titano strypų ekranas

 

 

Gr5 (Ti-6Al-4V), kaip plačiausiai naudojamas titano lydinys, yra daug stipresnis nei Gr2 ir dažnai naudojamas aukščiausios klasės srityse, pavyzdžiui, aviacijos pramonėje. Tačiau daugeliu atvejų dėl unikalių Gr2 pranašumų jis yra geresnis pasirinkimas.

 

Palyginimas	Gr2 (CP Ti)	Gr5 (Ti-6Al-4V)
Kainos pranašumas	Didesnis sąnaudų{0}}efektyvumas, medžiagų kaina yra 1/2–2/3 gr5, o tai žymiai pagerina produktų rinkos konkurencingumą	Sudėtyje yra aliuminio ir vanadžio legiravimo elementų, sudėtingų lydymo ir apdorojimo procesų, kaina yra 1,5–2 kartus didesnė nei Gr2
Apdorojimo sunkumas	Mažas stiprumas ir didelis plastiškumas, paprasti pjovimo / suvirinimo / šalto formavimo procesai; ilgas įrankio tarnavimo laikas, mažas gamybos laužo kiekis ir perdirbimo nuostoliai	Didelis stiprumas ir kietumas, stiprus įrankių susidėvėjimas pjovimo metu, griežta suvirinimo parametrų kontrolė, išankstinis pašildymas, reikalingas šaltajam formavimui, ilgas apdorojimo ciklas ir didelė kaina
Atsparumas korozijai ir biologinis suderinamumas	1. Stabilesnis tokiose terpėse kaip praskiesta sieros rūgštis ir šlapias chloras; 2. Gryno titano sudėtis, patikimas biologinis suderinamumas	1. Geras atsparumas korozijai, tačiau legiruojantys elementai gali sumažinti atsparumą korozijai konkrečioje aplinkoje; 2. Sudėtyje yra vanadžio elemento, kuris gali turėti įtakos kai kuriems žmogaus kūnams
Žemos-temperatūros našumas	Esant skysto azoto temperatūrai (-196 laipsnių) plastiškumas ir kietumas labai nesumažėja, stabilios mechaninės savybės	Gali padidėti trapumas žemoje{0}}temperatūroje
Taikomi scenarijai	Cheminiai vamzdynai, civiliniai medicinos prietaisai, medicininiai implantai (dantų implantai, maži ortopediniai implantai), žemos{0}}temperatūros laikymo įranga, šaldymo inžinerija	Pramoninės konstrukcinės dalys, kurioms reikalingas didelis stiprumas, aviacijos ir kosmoso komponentai,{0}}sunkios mechaninės dalys ir kt.

 

 

Aklai siekti didelės jėgos: scenarijuose, kuriems nereikia itin didelio stiprumo (pvz., cheminių medžiagų indai ir maisto perdirbimas1.įranga), Gr2 stiprumo pakanka. Pasirinkus didelio stiprumo-klases, pvz., Gr5, padidės išlaidos, padidės apdorojimo sunkumai ir atsiras atliekų.

 

2. Apdorojimo ir medžiagų atitikimo ignoravimas: Gr5 šaltojo formavimo našumas yra prastas, o pasirinkus jį sudėtingoms štampavimo ir suvirintoms dalims, gali atsirasti įtrūkimų. Gr2 turi gerą plastiškumą, tinka įvairiems šaltojo apdorojimo ir suvirinimo procesams, labiau tinka sudėtingiems apdorojimo poreikiams.

 

3.AtpažintiGr2 kaip "visos paskirties" atsparumas korozijai: Gr2 tinka tik įprastoms korozinėms aplinkoms ir negali būti naudojamas esant labai korozijai, pvz., koncentruota azoto rūgštis ir vandenilio fluorido rūgštis. Atšiaurioje aplinkoje reikėtų pasirinkti specialias korozijai{2}}atsparias klases, pvz., Gr7 ir Gr12.

 

4. Sąnaudų ir našumo balanso nepaisymas: Pagal kainą Gr5 yra daug didesnis nei Gr2. Pasirinkimas turi suderinti reikalavimus ir ekonomišką{2}}efektyvumą. Esant tokiai situacijai, kaip civiliniai medicinos prietaisai, Gr2 našumo ir sąnaudų pranašumų pakanka, kad būtų patenkinti poreikiai, todėl nereikia rinktis brangių prekių{5}}.