Mehāniskās īpašības: Gr1 un Gr2 Pure Titanium

Kādas ir mehānisko īpašību atšķirības starp 1. un 2. pakāpes komerciāli tīru titānu?

1. pakāpe (Gr1) un 2. pakāpe (Gr2) ir divas no visplašāk izmantotajām komerciāli tīrā titāna (CP-Ti) kategorijām, kas noteiktas ASTM B265 standartā. Lai gan abiem ir kopīgas galvenās titāna priekšrocības (zems blīvums, lieliska bioloģiskā saderība un izturība pret koroziju), to mehāniskās īpašības ievērojami atšķiras intersticiālo elementu satura (galvenokārt skābekļa un dzelzs) satura atšķirību dēļ, kas tieši ietekmē izturību, elastību, stingrību un formējamību. Zemāk ir detalizēts to mehānisko īpašību un praktisko seku salīdzinājums:

1. Galvenās ķīmiskā sastāva īpašības, kas izraisa īpašību atšķirības

Galvenā atšķirība starp Gr1 un Gr2 ir to intersticiālo piemaisījumu robežās, kā norādīts ASTM B265:

1. pakāpe: minimālā titāna tīrība 99,5%, ar stingriem intersticiālu elementu ierobežojumiem: skābeklis (mazāks vai vienāds ar 0,18%), dzelzs (mazāks vai vienāds ar 0,20%), ogleklis (mazāks vai vienāds ar 0,08%), slāpeklis (mazāks vai vienāds ar 0,03%) un ūdeņradis (0,03%) un ūdeņradis (0,03%). Tās īpaši-zemais iespiesto reklāmu saturs ir galvenais iemesls tās unikālajai elastībai.

2. pakāpe: Minimālā titāna tīrība 99,2%, ar nedaudz lielāku intersticiālo saturu: skābeklis (0,18–0,25%), dzelzs (mazāks vai vienāds ar 0,30%), ogleklis (mazāks vai vienāds ar 0,08%), slāpeklis (mazāks vai vienāds ar 0,03%) un ūdeņradis (.0,5%)ss un 0,5 %)s. Nelielais skābekļa un dzelzs daudzuma pieaugums palielina tā izturību, vienlaikus saglabājot labu elastību.

info-447-447 info-447-448

info-447-448 info-445-444

2. Detalizēts galveno mehānisko īpašību salīdzinājums

(1) Stiepes izturība un ienesīgums

Stiepes un tecēšanas robeža ir visizteiktākie atšķirības starp Gr1 un Gr2, jo intersticiālie elementi (īpaši skābeklis) darbojas kā titāna cietā -šķīduma stiprinātāji:

1. pakāpe

Stiepes izturība (istabas temperatūra): 240–310 MPa (35–45 ksi)

Ražas stiprums (nobīde 0,2%, istabas temperatūra): lielāks vai vienāds ar 170 MPa (25 ksi)

Tā zemā izturība ir saistīta ar minimālu intersticiālu sacietēšanu, padarot to par vājāko starp visām CP-Ti kategorijām.2. pakāpe

Stiepes izturība (istabas temperatūra): 275–370 MPa (40–54 ksi)

Ražas stiprums (nobīde 0,2%, istabas temperatūra): lielāks vai vienāds ar 210 MPa (30 ksi)

Lielāks skābekļa saturs palielina tā tecēšanas robežu par aptuveni 23,5% un stiepes izturību par 14,6–19,4%, salīdzinot ar Gr1, nodrošinot ievērojamu stiprības uzlabojumu, vienlaikus izvairoties no pārmērīgas trausluma.

(2) Lokanība un formējamība

Elastība (mēra pēc pagarinājuma un laukuma samazinājuma) ir apgriezti saistīta ar starpnozaru saturu, tāpēc Gr1 šajā ziņā pārspēj Gr2:

1. pakāpe

Pagarinājums (50 mm garumā): lielāks vai vienāds ar 24% (līdz 30% rūdītam materiālam)

Platības samazināšana: lielāks vai vienāds ar 30%

Tā izcilā elastība nodrošina sarežģītas aukstās -formēšanas darbības (piem., dziļa vilkšana, locīšana ar stingru rādiusu un vērpšana) bez plaisāšanas vai pārmērīgas sacietēšanas. Tas ir arī ļoti metināms, un metinātie savienojumi saglabā lielāko daļu parastā metāla elastības.

2. pakāpe

Pagarinājums (50 mm garumā): lielāks vai vienāds ar 20% (atlaidināts stāvoklis)

Platības samazināšana: lielāks vai vienāds ar 25%

Lai gan Gr2 joprojām ir pietiekami elastīgs vairumam izplatītāko formēšanas procesu (piemēram, velmēšanas locīšana, presēšana), Gr2 ir mazāks pagarinājums un laukuma samazinājums nekā Gr1. Tas prasa nedaudz lielāku formēšanas spēku, un var būt nepieciešami starpposma atkausēšanas posmi ārkārtīgi sarežģītām formām, lai mazinātu darba sacietēšanu. Tā metināmība joprojām ir lieliska, lai gan metinātajiem savienojumiem ir nedaudz zemāka elastība nekā Gr1 šuvēm.

(3) Cietība

Cietība korelē ar stiprību un intersticiālo saturu, tādējādi radot skaidru atšķirību starp abām kategorijām:

1. pakāpe: Brinela cietība (HB) 60–80; Rockwell B cietība (HRB) 60–70

2. pakāpe: Brinela cietība (HB) 70–90; Rockwell B cietība (HRB) 70–80Gr2 pieaugums par 10–15 HB atspoguļo tā augstāko intersticiālo saturu un izturību, padarot to izturīgāku pret virsmas nobrāzumu nekā Gr1, bet mazāk kaļams.

(4) Nogurums un triecienizturība

Noguruma spēks

1. pakāpe: izturības robeža (10⁷ cikli, istabas temperatūra) ~110–130 MPa (16–19 ksi)

2. pakāpe: izturības robeža ~130–150 MPa (19–22 ksi)Gr2 augstāka tecēšanas robeža uzlabo tā noguruma izturību, padarot to piemērotāku dinamiskas slodzes lietojumiem (piemēram, jūras stiprinājumi, siltummaiņa caurules zem cikliskā spiediena).

Triecienizturība

1. pakāpei ir augstāka izturība pret Šarpi V{1}}nogriezni (CVN) (lielāka vai vienāda ar 30 J istabas temperatūrā), jo tajā ir mazāks intersticiāls saturs, kas samazina trauslumu.

2. pakāpei ir nedaudz zemāka CVN izturība (lielāka vai vienāda ar 25 J istabas temperatūrā), taču tā joprojām saglabā labu izturību lielākajai daļai strukturālo un procesu lietojumu, bez ievērojamas trauslas pārejas temperatūrā virs -50 grādiem.

3. Īpašumu atšķirību praktiskā pielietošana

1. pakāpes pieteikumi: Ideāli piemērots scenārijiem, kuros priekšroka tiek dota elastībai un formējamībai, nevis izturībai, piemēram:

Plānās{0}}sienu ķīmiskās caurules un tvertnes viegli kodīgu vielu (atšķaidītas skābes, saldūdens) apstrādei

Biomedicīnas komponenti, kuriem nepieciešama augsta atbilstība (piemēram, elastīgi ķirurģiskie implanti, zobu abatmenti)

Auksti -formētas kosmosa sastāvdaļas (piemēram, vieglas kronšteini ar sarežģītu ģeometriju)

2. klases pieteikumi: Ieteicams lietojumiem, kas līdzsvaro izturību, elastību un izturību pret koroziju, tostarp:

Jūras un piekrastes būves (jūras ūdens siltummaiņi, kuģu korpusa apšuvums, atsāļošanas iekārtas)

Ķīmiskās apstrādes iekārtas (reaktori, vārsti, sūkņi skābju un hlorīdu saturošu plūsmu oksidēšanai)

Rūpnieciskie siltummaiņi un spiedtvertnes, kas darbojas ar mērenu mehānisku slodzi

4. Kopsavilkums

Mehānisko īpašību atšķirības starp Gr1 un Gr2 nosaka intersticiālo elementu saturs (skābeklis un dzelzs). 1. klase izceļas ar elastību un formējamību, padarot to par labāko izvēli sarežģītiem aukstās -formēšanas un zemas-slodzes korozijas{6}}noturīgiem lietojumiem. 2. pakāpe piedāvā izcilu izturību, noguruma izturību un cietību, vienlaikus saglabājot atbilstošu elastību, tādējādi pozicionējot to kā daudzpusīgāko CP-Ti kategoriju vispārējai rūpnieciskai, jūras un ķīmiskai apstrādei, kur ir nepieciešams līdzsvars starp mehānisko veiktspēju un izturību pret koroziju.

Mehāniskās īpašības: Gr1 un Gr2 tīrs titāns