Visualizzazioni: 0 Autore: Editor del sito Orario di pubblicazione: 2025-02-20 Origine: Sito
Il tubo in acciaio legato al titanio è un tipo di tubo realizzato in materiale in lega di titanio, con elevate proprietà meccaniche, eccellenti prestazioni di stampaggio e può essere saldato in varie forme, resistenza dei giunti saldati fino al 90% della resistenza del metallo base e buone prestazioni di taglio e lavorazione.
La produzione industriale del titanio è iniziata nel 1948. Lo sviluppo dell'industria aeronautica richiede che l'industria del titanio raggiunga un tasso di crescita medio annuo di circa l'8% dello sviluppo. Allo stato attuale, la produzione annua mondiale di materiali per la lavorazione delle leghe di titanio ha raggiunto più di 40.000 tonnellate, di cui quasi 30 tipi. La lega di titanio più utilizzata è Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) e titanio puro industriale (TA1, TA2 e TA3).
1.A seconda della composizione chimica , possono essere suddivisi in due categorie: titanio puro e leghe semplici e multileghe.
Titanio puro e leghe semplici: il grado 1 è titanio non legato a basso contenuto di ossigeno; Il grado 2 è titanio non legato con ossigeno standard; Il grado 7 è titanio non legato con ossigeno standard contenente 0,12-0,25% di palladio;
multi-leghe: il grado 5 è una lega di titanio contenente il 6% di alluminio e il 4% di vanadio; Il grado 9 è una lega di titanio contenente il 3% di alluminio e il 2,5% di vanadio; Il grado 19 è una lega di titanio contenente 3% alluminio e 8% vanadio, 6% cromo, 4% zirconio e 4% molibdeno. Il grado 19 è una lega di titanio contenente 3% alluminio, 8% vanadio, 6% cromo, 4% zirconio e 4% molibdeno.
Inoltre, il titanio puro e le leghe di titanio possono essere suddivisi in base alle loro proprietà come segue:
1. titanio industrialmente puro ( lega di titanio di tipo α )
Gradi tipici: Gr1, Gr2, Gr3, Gr5, Gr7 (standard ASTM).
Caratteristiche: eccellente resistenza alla corrosione (in particolare ambiente con ioni cloruro), eccellente saldabilità, buone prestazioni di lavorazione a freddo
Applicazioni: tubazioni chimiche, apparecchiature di desalinizzazione, impianti biologici.
2. di tipo quasi α Leghe di titanio
Gradi tipici: Gr8, Gr9, Gr12 (standard ASTM)
Caratteristiche: eccellenti prestazioni alle alte temperature (temperatura di utilizzo a lungo termine: 450-500 ℃), elevata resistenza allo scorrimento, forte resistenza all'ossidazione
Applicazioni: pale di compressori di motori aeronautici, componenti strutturali ad alta temperatura.
3Lega di tipo .α+βdi titanio
Gradi tipici: Gr16, Gr17 (norma ASTM). Leghe ad alta temperatura (leghe di titanio di tipo β): i gradi tipici includono Gr23, Gr24, Gr25 (standard ASTM)
Caratteristiche: prestazioni complessive ottimali (equilibrio tra resistenza, tenacità, lavorabilità), rinforzo trattabile termicamente (soluzione solida + invecchiamento)
Applicazioni: parti di fusoliera/motore di aerei, giunti artificiali, parti di auto da corsa.
4. di tipo β Leghe di titanio
Gradi tipici: Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (β-21S)
Caratteristiche: resistenza ultraelevata, eccellenti proprietà di stampaggio a freddo, scarsa saldabilità, è richiesto un trattamento termico complesso
Applicazioni: elementi di fissaggio aerospaziali, molle, attrezzature sportive ad alte prestazioni.
| Indice di prestazione | Titanio industrialmente puro | α+βtipo Titanio | quasi α Titanio di tipo | di tipo β titanio |
| Resistenza alla trazione (MPa) | 345-550 | 895-930 | 800-1000 | 1000-1350 |
| Densità (g/cm³) | 4.51 | 4.43 | 4.54 | 4.84 |
| Temperatura massima di servizio | 350 ℃ | 400 ℃ | 500 ℃ | 300 ℃ |
| Saldabilità | migliore | Bene |
mezzo | Cattivo |
| Applicazione tipica | attrezzature chimiche | Parte aerostrutturale | componenti del motore | Chiusura aerospaziale |
2. In base alle proprietà meccaniche delle leghe di titanio, è possibile suddividerle in resistenza e tenacità.
Resistenza: titanio puro grado 1, resistenza di grado 2 relativamente bassa, resistenza alla trazione di grado 2 di 345 MPa min. e la resistenza della lega di titanio di grado 5 fino a 1000 MPa circa, è 5 volte quella dell'acciaio inossidabile.
Tenacità: In generale quelli contenenti più elementi di lega, come il Grado 5 e il Grado 19, hanno una migliore tenacità garantendo allo stesso tempo un'elevata resistenza; mentre i gradi di titanio puro presentano alcune differenze nelle prestazioni di tenacità rispetto alle leghe di titanio legate e si comportano diversamente se soggetti a urti e altri carichi.
3. Resistenza alla corrosione : le leghe di titanio contenenti palladio, come il grado 7 e il grado 11, hanno una migliore resistenza alla corrosione rispetto ai gradi di titanio puro senza palladio (ad esempio, grado 1 e grado 2) in alcuni ambienti corrosivi specifici, specialmente negli acidi riducenti, ecc. Le leghe di titanio di grado 5, grazie agli elementi leganti, hanno una buona resistenza alla corrosione nell'acqua di mare e in altri ambienti, ma presentano differenze nelle specifiche caratteristiche prestazionali di resistenza alla corrosione rispetto alle leghe appositamente progettate per la resistenza alla corrosione contenenti palladio e altri elementi; Le leghe di titanio di grado 5 hanno una buona resistenza alla corrosione in ambienti come l'acqua di mare grazie agli elementi di lega, ma differiscono dalle leghe contenenti palladio e altri elementi specificatamente progettati per la resistenza alla corrosione per le loro specifiche caratteristiche di resistenza alla corrosione.
4.In base ai diversi scenari applicativi è possibile suddividerli
Aerospaziale: la lega di titanio di grado 5 è comunemente utilizzata nella produzione di travi di aerei, ali, pale di motori e altri componenti chiave grazie alla sua elevata resistenza, buona resistenza al calore e resistenza alla fatica.
Industria chimica: la lega di titanio di grado 2 è comunemente utilizzata per realizzare scambiatori di calore, reattori, tubazioni e altre apparecchiature chimiche grazie alla sua buona resistenza alla corrosione e al prezzo moderato.
Campo biomedico: la lega di titanio di grado 23 ha elementi di gioco estremamente bassi e una buona biocompatibilità e viene spesso utilizzata per produrre articolazioni artificiali, impianti dentali, dispositivi di fissazione di fratture e altri impianti biomedici.
5.Differiscono in base alla difficoltà e al costo di elaborazione
In generale, maggiore è il contenuto di elementi leganti e più complessa è la qualità della lega di titanio, più difficile sarà la lavorazione. Ad esempio, le leghe di titanio di grado 5 sono più difficili da lavorare rispetto ai gradi di titanio puro come il grado 1 e il grado 2.
Dal punto di vista dei costi, le leghe di titanio contenenti elementi di lega rari o costosi (come palladio, ecc.), così come le leghe di titanio di qualità più difficili da lavorare, solitamente costano di più. Ad esempio, il grado 7 contiene palladio, quindi il costo è superiore rispetto ai normali gradi di titanio puro; Anche il grado 19 e altre leghe di titanio con composizioni di leghe complesse hanno costi relativamente elevati.
Rispetto ad altri materiali metallici, la lega di titanio presenta i seguenti vantaggi.
① rispetto alla resistenza (resistenza alla trazione/densità) elevata (vedi grafico), resistenza alla trazione fino a 100 ~ 140 kgf/mm2, mentre la densità è solo del 60% dell'acciaio.
② buona resistenza a temperatura media, l'uso di una temperatura superiore a quella della lega di alluminio di qualche centinaio di gradi, a metà temperatura è ancora possibile mantenere la resistenza richiesta, può essere a una temperatura di 450 ~ 500 ℃ per un lavoro a lungo termine.
③ buona resistenza alla corrosione, nell'atmosfera, la superficie del titanio forma immediatamente una pellicola di ossido denso e uniforme, la capacità di resistere a una varietà di erosione dei media. Di solito il titanio ha una buona resistenza alla corrosione in mezzi ossidanti e neutri, e la resistenza alla corrosione in acqua di mare, cloro umido e soluzione di cloruro è più eccellente. Ma nei mezzi riducenti, come l'acido cloridrico e altre soluzioni, la resistenza alla corrosione del titanio è scarsa.
④ buone prestazioni a bassa temperatura, l'elemento gap è una lega di titanio molto bassa, come TA7, a -253 ℃ può mantenere un certo grado di plasticità.
⑤ Basso modulo di elasticità, piccola conduttività termica, assenza di ferromagnetismo.
⑥ Elevata durezza.
⑦Stampaggio scadente, buona termoplasticità.
