Titaani klassi 2 valikujuhend

Gr2 (CP Ti)on oma tasakaalustatud jõudluse, suurepärase töötlemise kohandatavuse ja kuluefektiivsuse- tõttu muutunud tipptasemel{0}}enim kasutatavaks. Titaanisulamite klasse on palju. Kuidas täpselt kindlaks teha, kas Gr2 vastab nõuetele, ja vältida valikuarusaamadesse sattumist?

 

 

Korrosioonikindlus: see võib moodustada pinnale tiheda, iseparaneva-titaanoksiidi kile. Sellel on parem korrosioonikindlus, mida kasutatakse laialdaselt meretehnikas (torud, pistikud) ja keemiatehnikas (reaktori vooderdised, ülekandetorustikud).

 

Mehaanilised omadused: Tõmbetugevus on 370-480 MPa. Voolupiir on 275 MPa ja pikenemine on 20–25%. Kuigi selle tugevus on väiksem kui Gr5-l, on sellel silmapaistev sitkus. See sobib meditsiiniliste hambaimplantaatide tugipostidele (kandvad oklusioonijõudu + plasti töötlemine) ja soojusvahetitele (vastupidavus termilise pinge lõhenemisele).

 

Biosobivus ja soojusjuhtivus: see ei sisalda kahjulikke elemente ja on suurepärase biosobivusega ning sobib ortopeediliste implantaatide ja hammaste taastamiseks. Soojusjuhtivusega 16,3 W/(m·K) suudab see vastata kosmose- ja muude valdkondade soojusisolatsioonivajadustele.

 

 

1. Sepistamisprotsess

Gr2 sepistamistemperatuur on 800-950 kraadi. Tera jämeduse vältimiseks on vaja temperatuuri reguleerida. Sepistamine võib täpsustada terasid, parandada tihedust ja parandada mehaaniliste omaduste ühtlust, muutes selle sobivaks keerukate sepistuste, näiteks klapisüdamike jaoks. Pärast sepistamist teostatakse pinge leevendamise lõõmutamine, hoides seda 600-700 kraadi juures, millele järgneb õhkjahutus, et kõrvaldada pinge ja taastada plastilisus.

 

2. Keevitusprotsess

Gr2 on hea keevitatavusega ja seda saab keevitada selliste meetoditega nagu TIG ja MIG. Keevitamiseks on vaja kasutada argoongaasi, mille puhtusaste on suurem või võrdne 99,99% kaitseks, et vältida titaani reageerimist kõrgel temperatuuril rabedate ühendite moodustamiseks. Pärast keevitamist on soovitatav lõõmutada pingeid, et vähendada jääkpinget ja vältida pragude tekkimist.

 

3. Lõikamis- ja vormimisprotsessid

Gr2 lõikeraskus on mõõdukas. Selle halva soojusjuhtivuse tõttu tuleks valida tsementeeritud karbiidist tööriistad koos väikese lõikekiiruse, suure etteandekiiruse ja piisava jahutusvedelikuga. Selle kõrge plastilisus muudab selle sobivaks külmtöötlemiseks, nagu stantsimine ja painutamine ilma keeruka eelsoojenduseta, vähendades sellega kulusid.

 

Gr1,Gr2,Gr3,Gr4,Gr5,Gr7,titaanvarraste ekraan

 

 

Gr5 (Ti-6Al-4V), kui kõige laialdasemalt kasutatav titaanisulam, on palju tugevam kui Gr2 ja seda kasutatakse sageli tipptasemel valdkondades, näiteks kosmosetööstuses. Paljude stsenaariumide puhul muudavad Gr2 ainulaadsed eelised selle siiski paremaks valikuks.

 

Võrdlus	Gr2 (CP Ti)	Gr5 (Ti-6Al-4V)
Kulude eelis	Kõrgem kuluefektiivsus-, materjalikulu on 1/2–2/3 Gr5-st, mis parandab oluliselt tooteturu konkurentsivõimet	Sisaldab alumiiniumi ja vanaadiumi legeerivaid elemente, keerulisi sulatus- ja töötlemisprotsesse, maksumus on 1,5-2 korda suurem kui Gr2
Töötlemise raskused	Madal tugevus ja kõrge plastilisus, lihtsad lõikamis-/keevitus-/külmvormimisprotsessid; pikk tööriista kasutusiga, madal tootmisjääkide määr ja töötlemiskadu	Kõrge tugevus ja kõvadus, tööriista tugev kulumine lõikamise ajal, keevitusparameetrite range kontroll, külmvormimiseks vajalik eelsoojendus, pikk töötlemistsükkel ja kõrge hind
Korrosioonikindlus ja biosobivus	1. stabiilsem keskkonnas nagu lahjendatud väävelhape ja märg kloor; 2. Puhas titaani koostis, usaldusväärne biosobivus	1. Hea korrosioonikindlus, kuid legeerivad elemendid võivad teatud keskkondades korrosioonikindlust vähendada; 2. Sisaldab vanaadiumi elementi, mis võib avaldada potentsiaalset mõju mõnele inimkehale
Madal{0}}temperatuuri jõudlus	Plastilisus ja sitkus ei vähene vedela lämmastiku temperatuuril (-196 kraadi), stabiilsed mehaanilised omadused	Madala temperatuuriga keskkonnas{0}}võib tekkida suurem haprus
Kohaldatavad stsenaariumid	Keemiatorustikud, tsiviilmeditsiiniseadmed, meditsiinilised implantaadid (hambaimplantaadid, väikesed ortopeedilised implantaadid), madalal{0}}temperatuuril säilitusseadmed, külmutustehnika	Tööstuslikud konstruktsiooniosad, mis nõuavad suurt tugevust, kosmosekomponendid, rasked{0}}mehaanilised osad jne.

 

 

Pimesi kõrge jõu tagaajamine: stsenaariumides, mis ei nõua eriti suurt tugevust (nt keemianõud ja toiduainete töötlemine1.varustus), Gr2 tugevus on piisav. Tugevate-klasside (nt Gr5) valimine suurendab kulusid, raskendab töötlemist ja põhjustab jäätmeid.

 

2. Töötlemise ja materjalide sobitamise ignoreerimine: Gr5 külmvormimisomadused on halvad ning selle valimine keerukate stantsimiseks ja keevitatud osade jaoks võib praguneda. Gr2 on hea plastilisusega, sobib erinevateks külmtöötlus- ja keevitusprotsessideks ning sobib paremini keerukate töötlemisvajaduste jaoks.

 

3.Tunnista äraGr2 kui "Kõik-Purpose" korrosioonikindluses: Gr2 sobib ainult tavapärastes söövitavates keskkondades ja seda ei saa kasutada väga söövitavate stsenaariumide korral, nagu kontsentreeritud lämmastikhape ja vesinikfluoriidhape. Karmides keskkondades tuleks valida spetsiaalsed korrosioonikindlad{2}klassid, nagu Gr7 ja Gr12.

 

4. Kulude ja toimivuse vahelise tasakaalu eiramine: Maksumuses on Gr5 palju suurem kui Gr2. Valik peaks tasakaalustama nõudeid ja kulutasuvust.{2}} Selliste stsenaariumide korral nagu tsiviilotstarbelised meditsiiniseadmed on Gr2 jõudlus- ja kulueelised piisavad, et rahuldada vajadusi ning pole vaja valida kõrgete{5}}hinnaga klassi.