تفاوت لوله آلیاژ تیتانیوم چیست

• تعریف

لوله فولادی آلیاژ تیتانیوم نوعی لوله است که از مواد آلیاژ تیتانیوم ساخته شده است و دارای خواص مکانیکی بالا ، عملکرد عالی تمبر است و می تواند به اشکال مختلف جوش داده شود ، استحکام اتصالات جوش داده شده تا 90 ٪ از استحکام فلز پایه و عملکرد برش و پردازش خوب.

تولید صنعتی تیتانیوم در سال 1948 آغاز شد. توسعه صنعت حمل و نقل هوایی نیاز دارد ، به طوری که صنعت تیتانیوم به متوسط ​​رشد سالانه حدود 8 ٪ از توسعه. در حال حاضر ، خروجی سالانه مواد پردازش آلیاژ تیتانیوم در جهان به بیش از 40،000 تن رسیده است ، تقریباً 30 نوع آلیاژ تیتانیوم. پرکاربردترین آلیاژ تیتانیوم TI-6AL-4V (TC4) ، TI-5AL-2.5SN (TA7) و تیتانیوم خالص صنعتی (TA1 ، TA2 و TA3) است.

• طبقه بندی

1. انتظار از ترکیب شیمیایی ، آنها را می توان به دو دسته تقسیم کرد: تیتانیوم خالص و آلیاژهای ساده و چند آلیاژ.

• تیتانیوم خالص و آلیاژهای ساده: درجه 1 تیتانیوم بدون اکسیژن کم است. درجه 2 تیتانیوم بدون آلیاژ استاندارد است. درجه 7 تیتانیوم بدون آلیاژ استاندارد است که حاوی 0.12-0.25 ٪ پالادیوم است. 

• چند آلیاژ: درجه 5 آلیاژ تیتانیوم است که حاوی 6 ٪ آلومینیوم و 4 ٪ وانادیوم است. درجه 9 آلیاژ تیتانیوم است که حاوی 3 ٪ آلومینیوم و 2.5 ٪ وانادیوم است. درجه 19 آلیاژ تیتانیوم حاوی 3 ٪ آلومینیوم و 8 ٪ وانادیوم ، 6 ٪ کروم ، 4 ٪ زیرکونیوم و 4 ٪ مولیبدن است. درجه 19 یک آلیاژ تیتانیوم است که حاوی 3 ٪ آلومینیوم ، 8 ٪ وانادیوم ، 6 ٪ کروم ، 4 ٪ زیرکونیوم و 4 ٪ مولیبدن است.

علاوه بر این ， آلیاژهای تیتانیوم خالص و تیتانیوم را می توان با توجه به خواص آنها به شرح زیر تقسیم کرد

  1. تیتانیوم خالص صنعتی ( آلیاژ تیتانیوم نوع α )

      نمرات معمولی: GR1 ، GR2 ، GR3 ، GR5 ، GR7 (استاندارد ASTM).

      خصوصیات: مقاومت در برابر خوردگی عالی (به خصوص محیط یون کلرید) ， جوشکاری عالی ، عملکرد خوب سرد

      کاربردها: لوله کشی شیمیایی ، تجهیزات آب شیرین کن ، ایمپلنت های بیولوژیکی.

  2. از نوع نزدیک α آلیاژهای تیتانیوم

     نمرات معمولی: GR8 ، GR9 ، GR12 (استاندارد ASTM)

     ویژگی ها: عملکرد عالی درجه حرارت بالا (دمای استفاده طولانی مدت: 450-500 ℃) ， مقاومت خزش بالا ، مقاومت اکسیداسیون قوی

     برنامه ها: تیغه های کمپرسور موتور هوایی ، اجزای ساختاری با درجه حرارت بالا.

  3TYP E TYP E E TYP Eآلیاژ تیتانیوم

     نمرات معمولی: GR16 ، GR17 (استاندارد ASTM). آلیاژهای درجه حرارت بالا (آلیاژهای تیتانیوم β): نمرات معمولی شامل GR23 ، GR24 ، GR25 (استاندارد ASTM)

     ویژگی ها: عملکرد کلی بهینه (تعادل قدرت ، چقرمگی ، پردازش) ， تقویت قابل درمان با گرما (محلول جامد + پیری)

     برنامه ها: بدنه هواپیما/قطعات موتور ، اتصالات مصنوعی ، قطعات اتومبیلرانی.

  4. β آلیاژهای تیتانیوم

     نمرات معمولی: TI-10V-2FE-3AL ، TI-15V-3CR-3SN-3AL (β-21s)

     ویژگی ها: مقاومت فوق العاده بالا ، خاصیت عالی قالب گیری سرد ， جوش ضعیف ، عملیات حرارتی پیچیده مورد نیاز است

     برنامه ها: اتصال دهنده های هوافضا ، چشمه ها ، تجهیزات ورزشی با کارایی بالا.

شاخص کارایی	تیتانیوم خالص صنعتی	α+β TYP E تیتانیوم	نزدیک α تیتانیوم از نوع	β تیتانیوم
مقاومت کششی (MPA)	345-550	895-930	800-1000	1000-1350
چگالی (g/cm⊃3 ؛)	4.51	4.43	4.54	4.84
حداکثر دمای سرویس	350	400	500	300
قابلیت جوشکاری	بهترین	خوب	میانه	بد
کاربرد معمولی	تجهیزات شیمیایی	قسمت هوایی	اجزای موتور	بستنی هوافضا

2. با توجه به خصوصیات مکانیکی آلیاژهای تیتانیوم را می توان به استحکام و چقرمگی متفاوت تقسیم کرد. 

• قدرت: تیتانیوم خالص درجه 1 ، درجه 2 قدرت نسبتاً کم ، مقاومت کششی درجه 2 از 345MPa دقیقه است. و قدرت آلیاژ تیتانیوم درجه 5 تا 1000MPa یا بیشتر ، 5 برابر فولاد ضد زنگ است.

  
  

• سختی: به طور کلی ، کسانی که حاوی عناصر آلیاژ بیشتری هستند ، مانند درجه 5 و درجه 19 ، ضمن اطمینان از قدرت بالا ، از مقاومت بهتری برخوردار هستند. در حالی که نمرات تیتانیوم خالص تفاوت خاصی در عملکرد چقرمگی با آلیاژهای آلیاژ تیتانیوم دارند و در صورت قرار گرفتن در معرض ضربه و سایر بارها متفاوت عمل می کنند.

  
  

3. مقاومت در برابر خوردگی : آلیاژهای تیتانیوم حاوی پالادیوم ، مانند درجه 7 و درجه 11 ، مقاومت در برابر خوردگی بهتری نسبت به نمرات تیتانیوم خالص بدون پالادیوم (به عنوان مثال ، درجه 1 و درجه 2) در برخی از محیط های خورنده خاص ، به ویژه در کاهش اسیدهای و غیره دارند. خصوصیات آلیاژهای مخصوص مقاومت در برابر خوردگی حاوی پالادیوم و سایر عناصر. آلیاژهای تیتانیوم درجه 5 به دلیل عناصر آلیاژ ، مقاومت در برابر خوردگی خوبی در محیط هایی مانند آب دریا دارند ، اما با آلیاژهای حاوی پالادیوم و سایر عناصر که به طور خاص برای مقاومت در برابر خوردگی در خصوصیات مقاومت در برابر خوردگی خاص طراحی شده اند ، متفاوت است.

4. مطابق با سناریوهای مختلف برنامه می توان به آن تقسیم شد

• هوافضا: آلیاژ تیتانیوم درجه 5 معمولاً در ساخت پرتوهای هواپیما ، بالها ، تیغه های موتور و سایر اجزای کلیدی به دلیل مقاومت بالا ، مقاومت در برابر حرارت خوب و مقاومت در برابر خستگی استفاده می شود.

• صنایع شیمیایی: آلیاژ تیتانیوم درجه 2 معمولاً به دلیل مقاومت در برابر خوردگی خوب و قیمت متوسط ​​، برای ساخت مبدل های حرارتی ، راکتورها ، خطوط لوله و سایر تجهیزات شیمیایی استفاده می شود.

• میدان زیست پزشکی: آلیاژ تیتانیوم درجه 23 دارای عناصر ترخیص کالا از گمرک فوق العاده و زیست سازگاری خوب است و اغلب برای تولید اتصالات مصنوعی ، ایمپلنت های دندانپزشکی ، دستگاه های تثبیت شکستگی و سایر ایمپلنت های زیست پزشکی استفاده می شود.

5.Differ با توجه به مشکل و هزینه پردازش

• به طور کلی ، هرچه محتوای عناصر آلیاژ بالاتر باشد و درجه آلیاژ تیتانیوم پیچیده تر باشد ، پردازش آن دشوارتر است. به عنوان مثال ، آلیاژهای تیتانیوم درجه 5 پردازش از نمرات تیتانیوم خالص مانند درجه 1 و درجه 2 دشوارتر هستند.

• از دیدگاه هزینه ، آلیاژهای تیتانیوم حاوی عناصر آلیاژ نادر یا گران قیمت (مانند پالادیوم و غیره) و همچنین آلیاژهای تیتانیوم نمرات که پردازش دشوارتر هستند ، معمولاً هزینه بیشتری دارند. به عنوان مثال ، درجه 7 حاوی پالادیوم است ، بنابراین هزینه بالاتر از نمرات معمولی تیتانیوم خالص است. درجه 19 و سایر آلیاژهای تیتانیوم با ترکیبات آلیاژ پیچیده نیز هزینه های نسبتاً بالایی دارند.

• فضیلت

در مقایسه با سایر مواد فلزی ، آلیاژ تیتانیوم مزایای زیر را دارد.

      ① از قدرت (مقاومت / چگالی کششی) زیاد (نمودار را ببینید) ، استحکام کششی تا 100 ~ 140 کیلو گرم در میلی متر مربع ، در حالی که چگالی تنها 60 ٪ از فولاد است.

      stress قدرت خوب در دمای متوسط ​​، استفاده از دما نسبت به آلیاژ آلومینیوم چند صد درجه بالاتر ، در وسط دما هنوز هم می تواند قدرت مورد نیاز را حفظ کند ، می تواند در دمای 500 450 ℃ کار طولانی مدت باشد.

      reg مقاومت در برابر خوردگی خوب ، در جو ، سطح تیتانیوم بلافاصله یک فیلم اکسید متراکم یکنواخت ، توانایی مقاومت در برابر انواع فرسایش رسانه ها را تشکیل می دهد. معمولاً تیتانیوم مقاومت در برابر خوردگی خوبی در محیط اکسید کننده و خنثی دارد و مقاومت در برابر خوردگی در آب دریا ، کلر مرطوب و محلول کلرید بسیار عالی است. اما در کاهش رسانه ها ، مانند اسید هیدروکلریک و سایر محلول ها ، مقاومت در برابر خوردگی تیتانیوم ضعیف است.

      ④ عملکرد خوب دمای پایین ، عنصر شکاف آلیاژ تیتانیوم بسیار کم است ، مانند TA7 ، در -253 ℃ می تواند درجه خاصی از انعطاف پذیری را حفظ کند.

      ⑤ مدول کم ارتجاعی ، هدایت حرارتی کوچک ، بدون فرومغناطیس.

      ⑥ سختی زیاد.

      مهر و موم ، ترموپلاستیک خوب.