Apakah perbezaan paip aloi Titanium

• Definisi

Paip keluli aloi titanium adalah sejenis paip yang diperbuat daripada bahan aloi titanium, dengan sifat mekanikal yang tinggi, prestasi pengecapan yang sangat baik, dan boleh dikimpal dalam pelbagai bentuk, kekuatan sambungan dikimpal sehingga 90% daripada kekuatan logam asas, dan prestasi pemotongan dan pemprosesan yang baik.

Pengeluaran industri titanium bermula pada tahun 1948. Pembangunan industri penerbangan memerlukan, supaya industri titanium kepada purata kadar pertumbuhan tahunan kira-kira 8% daripada pembangunan. Pada masa ini, pengeluaran tahunan bahan pemprosesan aloi titanium dunia telah mencapai lebih daripada 40,000 tan, gred aloi titanium hampir 30 jenis. Aloi titanium yang paling banyak digunakan ialah Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) dan titanium tulen industri (TA1, TA2 dan TA3).

• Pengelasan

1. Bergantung kepada komposisi kimia , mereka boleh dibahagikan kepada dua kategori: titanium tulen dan aloi mudah, dan pelbagai aloi.

• Titanium tulen dan aloi ringkas: Gred 1 ialah titanium tanpa aloi oksigen rendah; Gred 2 ialah titanium tanpa aloi oksigen standard; Gred 7 ialah titanium tanpa aloi oksigen standard yang mengandungi paladium 0.12-0.25%; 

• pelbagai aloi: Gred 5 ialah aloi titanium yang mengandungi 6% aluminium dan 4% vanadium; Gred 9 ialah aloi titanium yang mengandungi 3% aluminium dan 2.5% vanadium; Gred 19 ialah aloi titanium yang mengandungi 3% aluminium dan 8% vanadium, 6% kromium, 4% zirkonium dan 4% molibdenum. Gred 19 ialah aloi titanium yang mengandungi 3% aluminium, 8% vanadium, 6% kromium, 4% zirkonium dan 4% molibdenum.

Selain itu, Aloi titanium dan titanium tulen boleh dibahagikan mengikut sifatnya seperti berikut:

  1. titanium tulen industri ( aloi titanium jenis α )

      Gred biasa: Gr1, Gr2, Gr3, Gr5, Gr7 (standard ASTM).

      Ciri-ciri: Rintangan kakisan yang sangat baik (terutamanya persekitaran ion klorida), Kebolehkimpalan yang sangat baik, prestasi kerja sejuk yang baik

      Aplikasi: paip kimia, peralatan penyahgaraman, implan biologi.

  2. jenis hampir-α Aloi titanium

     Gred biasa: Gr8, Gr9, Gr12 (standard ASTM)

     Ciri-ciri: prestasi suhu tinggi yang sangat baik (suhu penggunaan jangka panjang: 450-500 ℃), Rintangan rayapan tinggi, rintangan pengoksidaan yang kuat

     Aplikasi: bilah pemampat enjin aero, komponen struktur suhu tinggi.

  3.α+β jenis aloi titanium

     Gred biasa: Gr16, Gr17 (standard ASTM). Aloi suhu tinggi (aloi titanium jenis β): gred tipikal termasuk Gr23, Gr24, Gr25 (standard ASTM)

     Ciri-ciri: Prestasi keseluruhan optimum (keseimbangan kekuatan, keliatan, kebolehprosesan), Pengukuhan boleh dirawat haba (larutan pepejal + penuaan)

     Aplikasi: bahagian fiuslaj/enjin kapal terbang, sambungan tiruan, bahagian kereta lumba.

  4. jenis β aloi titanium

     Gred biasa: Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (β-21S)

     Ciri-ciri: Kekuatan ultra tinggi, sifat acuan sejuk yang sangat baik，Kebolehkimpalan yang lemah, rawatan haba yang kompleks diperlukan

     Aplikasi: pengikat aeroangkasa, mata air, peralatan sukan berprestasi tinggi.

Indeks Prestasi	Titanium tulen secara industri	α+β jenis  titanium	Berhampiran- α jenis  titanium	jenis β titanium
Kekuatan tegangan (MPa)	345-550	895-930	800-1000	1000-1350
Ketumpatan (g/cm³)	4.51	4.43	4.54	4.84
Suhu perkhidmatan maksimum	350 ℃	400 ℃	500 ℃	300 ℃
Kebolehkimpalan	terbaik	baik	tengah	teruk
Aplikasi Biasa	peralatan kimia	Bahagian aerostruktur	komponen enjin	Pengikat aeroangkasa

2. Mengikut sifat mekanikal aloi titanium boleh dibahagikan kepada kekuatan dan keliatan yang berbeza. 

• Kekuatan: titanium tulen Gred 1, kekuatan Gred 2 agak rendah, kekuatan tegangan Gred 2 min 345MPa. dan kekuatan aloi titanium Gred 5 sehingga 1000MPa atau lebih, adalah 5 kali ganda daripada keluli tahan karat.

  
  

• Keliatan: Secara umumnya, yang mengandungi lebih banyak unsur pengaloian, seperti Gred 5 dan Gred 19, mempunyai keliatan yang lebih baik sambil memastikan kekuatan tinggi; manakala gred titanium tulen mempunyai perbezaan tertentu dalam prestasi keliatan dengan aloi titanium aloi, dan prestasi berbeza apabila dikenakan hentaman dan beban lain.

  
  

3. Rintangan kakisan : Aloi titanium yang mengandungi paladium, seperti Gred 7 dan Gred 11, mempunyai rintangan kakisan yang lebih baik daripada gred titanium tulen tanpa paladium (cth, Gred 1 dan Gred 2) dalam beberapa persekitaran menghakis tertentu, terutamanya dalam mengurangkan asid, dan lain-lain. Aloi titanium Gred 5, disebabkan unsur pengaloian, mempunyai ciri-ciri tahan kakisan yang baik dan ciri-ciri tahan kakisan air yang baik dalam persekitaran laut yang khusus. daripada aloi yang direka khas untuk rintangan kakisan yang mengandungi paladium dan unsur-unsur lain; Aloi titanium gred 5 mempunyai rintangan kakisan yang baik dalam persekitaran seperti air laut kerana unsur pengaloian, tetapi berbeza daripada aloi yang mengandungi paladium dan unsur lain yang direka khusus untuk rintangan kakisan dalam ciri rintangan kakisan khusus mereka.

4. Menurut senario aplikasi yang berbeza boleh dibahagikan kepada

• Aeroangkasa: Aloi titanium gred 5 biasanya digunakan dalam pembuatan rasuk pesawat, sayap, bilah enjin dan komponen utama lain kerana kekuatannya yang tinggi, rintangan haba yang baik dan rintangan keletihan.

• Industri kimia: Aloi titanium gred 2 biasanya digunakan untuk membuat penukar haba, reaktor, saluran paip dan peralatan kimia lain kerana rintangan kakisan yang baik dan harga yang sederhana.

• Bidang bioperubatan: Aloi titanium gred 23 mempunyai unsur kelegaan ultra rendah dan biokompatibiliti yang baik, dan sering digunakan untuk mengeluarkan sendi tiruan, implan pergigian, peranti penetapan patah dan implan bioperubatan lain.

5. Berbeza mengikut kesukaran pemprosesan dan kos

• Secara umumnya, semakin tinggi kandungan unsur mengaloi dan semakin kompleks gred aloi titanium, semakin sukar untuk diproses. Sebagai contoh, aloi titanium Gred 5 lebih sukar untuk diproses daripada gred titanium tulen seperti Gred 1 dan Gred 2.

• Dari perspektif kos, aloi titanium yang mengandungi unsur pengaloian yang jarang atau mahal (seperti paladium, dsb.), serta aloi titanium gred yang lebih sukar untuk diproses, biasanya lebih mahal. Sebagai contoh, Gred 7 mengandungi paladium, jadi kosnya lebih tinggi daripada gred titanium tulen biasa; Gred 19 dan aloi titanium lain dengan komposisi aloi kompleks juga mempunyai kos yang agak tinggi.

• Kebajikan

Berbanding dengan bahan logam lain, aloi titanium mempunyai kelebihan berikut.

      ① daripada kekuatan (kekuatan tegangan / ketumpatan) tinggi (lihat carta), kekuatan tegangan sehingga 100 ~ 140kgf / mm2, manakala ketumpatan hanya 60% keluli.

      ② kekuatan yang baik pada suhu sederhana, penggunaan suhu daripada aloi aluminium beberapa ratus darjah lebih tinggi, di tengah-tengah suhu masih boleh mengekalkan kekuatan yang diperlukan, boleh berada dalam suhu 450 ~ 500 ℃ kerja jangka panjang.

      ③ rintangan kakisan yang baik, dalam atmosfera, permukaan titanium serta-merta membentuk filem oksida padat seragam, keupayaan untuk menahan pelbagai hakisan media. Biasanya titanium mempunyai rintangan kakisan yang baik dalam media pengoksidaan dan neutral, dan rintangan kakisan dalam air laut, larutan klorin basah dan klorida adalah lebih baik. Tetapi dalam mengurangkan media, seperti asid hidroklorik dan penyelesaian lain, rintangan kakisan titanium adalah lemah.

      ④ prestasi suhu rendah yang baik, unsur jurang adalah aloi titanium yang sangat rendah, seperti TA7, dalam -253 ℃ boleh mengekalkan tahap keplastikan tertentu.

      ⑤ Modulus keanjalan yang rendah, kekonduksian haba yang kecil, tiada feromagnetisme.

      ⑥ Kekerasan tinggi.

      ⑦Setem yang lemah, termoplastik yang baik.