Skirtumai tarp titano Gr1 ir Gr2

Aukštos - galutinio gamybos laukuose, tokiuose kaip aviacijos ir kosmoso, jūrinių inžinerijos ir medicinos prietaisų, titano lydiniai tapo pagrindinėmis medžiagomis dėl jų lengvų, aukštų - stiprumo ir korozijos -} atsparių savybių. Nors abi pramoninio gryno titano laipsnio, GR1 (TA1) ir GR2 (TA2), yra pagrindinės klasės, jie pasižymi skirtingais kompozicijos, našumo ir taikymo scenarijų skirtumais.

Cheminė sudėtis

Pagrindinis skirtumas tarp GR1 ir GR2 atsiranda dėl subtilių cheminės sudėties pakeitimų. Gr1, gryniausio pramoniniu būdu gryno titano, yra daugiau nei 99,5% titano, kurio priemaišų, tokių kaip azoto, deguonies, anglies, vandenilio ir geležies, kiekis. Šis ekstremalus grynumas suteikia išskirtinį atsparumą korozijai, todėl jis yra ypač stabilus mažinant terpes, tokias kaip druskos rūgštis ir skiedžiama sieros rūgštis.

Kita vertus, GR2 optimizuoja savo veikimą per „aktyvų dopingą“: nors jo titano kiekis yra šiek tiek mažesnis, jis turi 0,12% - 0,25% deguonies ir mažiau nei 0,3% geležies. Deguonis, kaip kieto sprendimo stiprinantis elementas, žymiai padidina medžiagos stiprumą, o geležis pagerina apdorojimo efektyvumą, patikslindamas grūdų dydį. Šis kompozicijos dizainas leidžia GR2 palaikyti atsparumą korozijai, tuo pačiu padidėjus stiprumo 20–30% padidėjimui, palyginti su GR1.

Tipiškas pavyzdys: Šilumokaičio vamzdžių gamybai naudojamas GR1, GR1, naudojant didelį grynumą, užkertant kelią chlorido jonų korozijai. Kita vertus, GR2 dėl savo stiprumo dažnai perdirbamas į slėgio kraujagyslių apvalkalus, leidžiančius atlaikyti didesnį slėgį.

Mechaninės savybės

GR1 mechaninės savybės gali būti apibūdinamos kaip „lanksčios, tačiau stiprios“: jo tempimo stipris yra 280 - 370 MPa, jo išeigos stiprumas yra maždaug 240 MPa, o pailgėjimas siekia 24%. Šios savybės yra idealios šaltai darbui - ploni - sieniniai vamzdeliai arba komplekso formos komponentai gali būti lengvai suformuoti per riedėjimo ir tempimo procesus, todėl sklandus paviršiaus apdaila, kuri pašalina papildomą poliravimo poreikį.

GR2, kita vertus, parodo šį „stiprumo ir lankstumo derinį“: jo tempimo stiprumas padidėja iki 345 - 448 MPa, jo išeigos stiprumas viršija 276 MPa, išlaikant daugiau kaip 20%pailgą. Dėl didesnio jo stiprumo jis tinka pritaikyti dinaminėms apkrovoms, tokioms kaip orlaivio variklio kompresoriaus ašmenys, kurie turi atsispirti išcentrinėms jėgoms didelės spartos sukimosi metu. Gr2 stiprumas užtikrina struktūrinį saugumą, o jo tvirtumas apsaugo nuo trapių lūžių, kuriuos sukelia streso koncentracija.

Lyginamieji duomenys: Tuo pačiu storiu GR2 vamzdelių slėgis yra 30% didesnis - guolio galia nei GR1, tačiau lenkimo spinduliui reikia padidinti 15%, kad būtų išvengta įtrūkimo, atspindi prekybą - išjungimo tarp stiprumo ir formavimo.

Apdorojimo charakteristikos

„Gr1“ apdorojimo pranašumas yra žemas patekimo į patekimą kliūtis: mažas jo kietumas (HB110) ir geras lankstumas leidžia lengvai supjaustyti, suvirinti ir suvirinti. Pavyzdžiui, medicinos srityje GR1 gali būti tiesiogiai suformuotas per CNC frezavimą, pasiekdamas mažesnį nei Ra0,8 μm paviršiaus šiurkštumą, tenkinantį biologinio suderinamumo reikalavimus. GR1 taip pat pasižymi puikiu suvirinamumu, o suvirinimo stiprumas po to, kai argono lanko suvirinimas viršija 90% pirminės medžiagos ir nėra tendencija šiluminiam įtrūkimui.

GR2 apdorojimui reikia kruopštaus dėmesio detalėms: nors jo suvirinamumas yra panašus į GR1, jo didesnis stiprumas kelia didesnius įrankių ir apdirbimo poreikius. Pasukimo metu GR2 sukuria 15% - 20% didesnių pjovimo jėgų nei GR1, todėl reikia naudoti karbido įrankius ir kontroliuojamą pjovimo greitį - 60 - 80 m/min, kad būtų sumažintas įrankio susidėvėjimas. Frezavimui reikia žemyn - frezavimo, kad būtų sumažinta vibracija. Tačiau „GR2“ miltelių metalurgijos technologija leidžia gaminti beveik tinklo formos komponentus, tokius kaip orlaivių variklio ašmenys, padidinanti medžiagų sunaudojimą nuo 30%, tradiciniu kalimo kalimu iki daugiau nei 80%.

Pramonės praktika: GRPLING Siurbolio vožtuvo korpusuose gaminti jūros platformos gamintojas naudoja GR2 titano lydinį. Karštas izostatinis presavimas (HIP) pašalina vidinius defektus, todėl iš dalies nuovargio laikas padidėja tris kartus, palyginti su GR1.

Tipiškos programos

GR1 taikymo scenarijuose pagrindinis dėmesys skiriamas „atsparumui korozijai ir lengvajam“. Chemijos pramonėje su juo pagaminti reaktoriai gali atlaikyti azoto rūgšties koroziją, mažesnę kaip 60%. Medicinos srityje GR1 dirbtinių sąnarių elastinis modulis (maždaug 100 GPa) yra artimas žmogaus kaulo, sumažinant „streso ekraną“. Vartojimo elektronikos lauke tam tikras aukšto {-} prekės ženklas mobiliuosiuose telefonuose naudoja GR1 titano lydinio vidurio rėmus, pasiekdamas 30% svorio mažinimą, kartu pasiekdami spalvingą išvaizdą anodizuodami.

Kita vertus, GR2 tapo „didelio stiprumo ir atsparumo korozijai“ sinonimu. Aviacijoje jis sudaro daugiau nei 60% titano, naudojamo tam tikruose keleiviniuose orlaiviuose, ir yra naudojamas nusileidimo įrankių, durų ir kitų konstrukcinių komponentų gamybai. Naftos gavyboje GR2 gręžimo vamzdžiai gali stabiliai veikti požeminėje aplinkoje 350 laipsnių ir 50 MPa. Jūrų pramonėje povandeninis laivas naudoja GR2 titano lydinio slėgio lukštus, padidindamas jo nardymo gylį 20%.

Rinkos tendencijos: Vykstant vandenilio energijos pramonei, GR2 naudojamas vandenilio laikymo rezervuaruose dėl aukšto - atsparumo slėgiui, o GR1 dėl mažos kainos - palaipsniui keičiasi nerūdijančio plieno elektrolizerio elektrodų skliausteliuose.

Skirtumas tarp GR1 ir GR2 yra tikslus medžiagos dizaino atsakas į taikymo reikalavimus. Programoms, kurioms reikalingas didelis atsparumas korozijai ar komplekso formavimui, GR1 yra optimalus sprendimas; Programos, kurioms reikalinga pusiausvyra tarp stiprumo ir išlaidų, „Gr2“ siūlo didesnę vertę.