ท่อโลหะผสมไทเทเนียมต่างกันคืออะไร

• คำนิยาม

ท่อเหล็กผสมไทเทเนียมเป็นท่อชนิดที่ทำจากวัสดุอัลลอยไทเทเนียมที่มีคุณสมบัติเชิงกลสูงประสิทธิภาพการปั๊มที่ยอดเยี่ยมและสามารถเชื่อมในรูปแบบต่าง ๆ ข้อต่อเชื่อมแข็งแรงสูงถึง 90% ของความแข็งแรงของโลหะฐานและประสิทธิภาพการตัดและการประมวลผลที่ดี

การผลิตอุตสาหกรรมของไทเทเนียมเริ่มต้นขึ้นในปี 2491 การพัฒนาความต้องการของอุตสาหกรรมการบินเพื่อให้อุตสาหกรรมไทเทเนียมมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีประมาณ 8% ของการพัฒนา ในปัจจุบันผลผลิตประจำปีของการประมวลผลโลหะผสมไทเทเนียมได้ถึงกว่า 40,000 ตันซึ่งเป็นอัลลอยไทเทเนียมเกรดเกือบ 30 ชนิด โลหะผสมไทเทเนียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุดคือ TI-6AL-4V (TC4), TI-5AL-2.5SN (TA7) และไทเทเนียมบริสุทธิ์อุตสาหกรรม (TA1, TA2 และ TA3)

• การจำแนกประเภท

1. ขึ้นอยู่กับ องค์ประกอบทางเคมี พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ไทเทเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสมง่าย ๆ และอัลลอยหลายตัว

• ไทเทเนียมบริสุทธิ์และโลหะผสมง่าย ๆ : เกรด 1 เป็นไทเทเนียมที่ไม่ได้ออกซิเจนต่ำ เกรด 2 เป็นไทเทเนียมมาตรฐาน-ออกซิเจน เกรด 7 เป็นไทเทเนียมที่ไม่ได้รับออกซิเจนมาตรฐานที่มี 0.12-0.25% แพลเลเดียม; 

• Multi-alloys: เกรด 5 เป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่มีอลูมิเนียม 6% และวานาเดียม 4%; เกรด 9 คือโลหะผสมไทเทเนียมที่มีอลูมิเนียม 3% และวานาเดียม 2.5%; เกรด 19 คือโลหะผสมไทเทเนียมที่มีอลูมิเนียม 3% และวานาเดียม 8%, โครเมียม 6%, เซอร์โคเนียม 4% และโมลิบดีนัม 4% เกรด 19 เป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่มีอลูมิเนียม 3%, 8% วานาเดียม, โครเมียม 6%, เซอร์โคเนียม 4% และโมลิบดีนัม 4%

นอกจาก，， litanium และโลหะผสมไทเทเนียมบริสุทธิ์สามารถแบ่งย่อยตามคุณสมบัติของพวกเขาดังนี้：：

  1. ไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม ( โลหะผสมไทเทเนียม ประเภทα )

      เกรดทั่วไป: GR1, GR2, GR3, GR5, GR7 (มาตรฐาน ASTM)

      ลักษณะ: ความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยม (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสภาพแวดล้อมของคลอไรด์ไอออน)， ความสามารถในการเชื่อมที่ยอดเยี่ยมประสิทธิภาพการทำงานเย็นที่ดี

      การใช้งาน: ท่อเคมี, อุปกรณ์กลั่นน้ำทะเล, การปลูกถ่ายชีวภาพ

  2. ประเภทใกล้- α โลหะผสมไทเทเนียม

     เกรดทั่วไป: GR8, GR9, GR12 (มาตรฐาน ASTM)

     ลักษณะ: ประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยม (อุณหภูมิการใช้งานระยะยาว: 450-500 ℃)， ความต้านทานการคืบสูงความต้านทานออกซิเดชันที่แข็งแกร่ง

     แอพพลิเคชั่น: ใบมีดคอมเพรสเซอร์ Aero-Engine, ส่วนประกอบโครงสร้างอุณหภูมิสูง

  3.α+β Typ E โลหะผสมไทเทเนียม

     เกรดทั่วไป: GR16, GR17 (มาตรฐาน ASTM) โลหะผสมอุณหภูมิสูง (โลหะผสมไทเทเนียมชนิดβ-type): เกรดทั่วไป ได้แก่ GR23, GR24, GR25 (มาตรฐาน ASTM)

     ลักษณะ: ประสิทธิภาพโดยรวมที่ดีที่สุด (ความสมดุลของความแข็งแรงความทนทานความสามารถในการประมวลผล)， การเสริมความแข็งแรงความร้อน (โซลูชันที่เป็นของแข็ง + อายุ)

     การใช้งาน: ชิ้นส่วนลำตัว/เครื่องยนต์, ข้อต่อประดิษฐ์, ชิ้นส่วนรถแข่ง

  4. ประเภท โลหะผสมไทเทเนียม

     เกรดทั่วไป: TI-10V-2FE-3AL, TI-15V-3CR-3SN-3AL (β-21S)

     ลักษณะ: ความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษคุณสมบัติการขึ้นรูปเย็นที่ยอดเยี่ยม， การเชื่อมไม่ดี, การรักษาความร้อนที่ซับซ้อน

     แอปพลิเคชัน: ตัวยึดการบินและอวกาศ, สปริง, อุปกรณ์กีฬาที่มีประสิทธิภาพสูง

ดัชนีประสิทธิภาพ	ไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม	α+β typ e  ไทเทเนียม	ใกล้ αประเภท  ไทเทเนียม	ประเภทβ titanium
แรงดึง (MPA)	345-550	895-930	800-1000	1,000-1350
ความหนาแน่น (g/cm³)	4.51	4.43	4.54	4.84
อุณหภูมิการบริการสูงสุด	350 ℃	400 ℃	500 ℃	300 ℃
การเชื่อมได้	ดีที่สุด	ดี	กลาง	แย่
แอปพลิเคชันทั่วไป	อุปกรณ์เคมี	ส่วนทางเดินบิน	ส่วนประกอบเครื่องยนต์	ตัวยึดการบินและอวกาศ

2. ตาม คุณสมบัติเชิงกล ของโลหะผสมไทเทเนียมสามารถแบ่งออกเป็นความแข็งแรงและความทนทานของความแตกต่าง 

• ความแข็งแกร่ง: ไทเทเนียมบริสุทธิ์เกรด 1 ความแข็งแรงเกรด 2 ค่อนข้างต่ำความแข็งแรงแรงดึงเกรด 2 ของ 345mpa นาที และความแข็งแรงของโลหะผสมไทเทเนียมเกรด 5 สูงถึง 1,000mpa หรือมากกว่านั้นคือ 5 เท่าของสแตนเลส

  
  

• ความเหนียว: โดยทั่วไปการพูดผู้ที่มีองค์ประกอบการผสมมากขึ้นเช่นเกรด 5 และเกรด 19 มีความเหนียวดีกว่าในขณะที่มั่นใจในความแข็งแรงสูง ในขณะที่เกรดไทเทเนียมบริสุทธิ์มีความแตกต่างในการแสดงความเหนียวด้วยโลหะผสมไทเทเนียมผสมและดำเนินการแตกต่างกันเมื่ออยู่ภายใต้แรงกระแทกและโหลดอื่น ๆ

  
  

3. ความต้านทานการกัดกร่อน : โลหะผสมไทเทเนียมที่มีแพลเลเดียมเช่นเกรด 7 และเกรด 11 มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่าเกรดไทเทเนียมบริสุทธิ์โดยไม่มีแพลเลเดียม (เช่นเกรด 1 และเกรด 2) ในสภาพแวดล้อมการกัดกร่อนที่เฉพาะเจาะจง ลักษณะจากโลหะผสมที่ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนที่มีแพลเลเดียมและองค์ประกอบอื่น ๆ โลหะผสมไทเทเนียมเกรด 5 มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในสภาพแวดล้อมเช่นน้ำทะเลเนื่องจากองค์ประกอบการผสม แต่แตกต่างจากโลหะผสมที่มีแพลเลเดียมและองค์ประกอบอื่น ๆ ที่ออกแบบมาโดยเฉพาะสำหรับการต้านทานการกัดกร่อนในลักษณะการต้านทานการกัดกร่อนที่เฉพาะเจาะจง

4. ตาม สถานการณ์ แอปพลิเคชัน ที่แตกต่างกัน สามารถแบ่งออกเป็น

• การบินและอวกาศ: โลหะผสมไทเทเนียมเกรด 5 มักใช้ในการผลิตคานเครื่องบินปีกใบมีดเครื่องยนต์และส่วนประกอบสำคัญอื่น ๆ เนื่องจากความแข็งแรงสูงความต้านทานความร้อนที่ดีและความต้านทานต่อความเหนื่อยล้า

• อุตสาหกรรมเคมี: โลหะผสมไทเทเนียมเกรด 2 มักใช้เพื่อทำเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนเครื่องปฏิกรณ์ท่อและอุปกรณ์เคมีอื่น ๆ เนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีและราคาปานกลาง

• สนามชีวการแพทย์: โลหะผสมไทเทเนียมเกรด 23 มีองค์ประกอบการกวาดล้างต่ำเป็นพิเศษและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่ดีและมักจะใช้ในการผลิตข้อต่อประดิษฐ์, รากฟันเทียม, อุปกรณ์การตรึงทางทันตกรรม, อุปกรณ์ตรึงแตกหักและการปลูกถ่ายชีวการแพทย์อื่น ๆ

5. แตกต่างจาก ความยากลำบากในการประมวลผลและค่าใช้จ่าย

• โดยทั่วไปยิ่งเนื้อหาขององค์ประกอบการผสมและยิ่งมีความซับซ้อนมากขึ้นเกรดของโลหะผสมไทเทเนียมยิ่งยากที่จะประมวลผล ตัวอย่างเช่นโลหะผสมไทเทเนียมเกรด 5 นั้นยากต่อการประมวลผลมากกว่าเกรดไทเทเนียมบริสุทธิ์เช่นเกรด 1 และเกรด 2

• จากมุมมองของค่าใช้จ่ายโลหะผสมไทเทเนียมที่มีองค์ประกอบการผสมที่หายากหรือมีราคาแพง (เช่นแพลเลเดียม ฯลฯ ) รวมถึงโลหะผสมไทเทเนียมของเกรดที่ยากต่อการประมวลผล ตัวอย่างเช่นเกรด 7 มีแพลเลเดียมดังนั้นต้นทุนจึงสูงกว่าเกรดไทเทเนียมบริสุทธิ์ธรรมดา เกรด 19 และโลหะผสมไทเทเนียมอื่น ๆ ที่มีองค์ประกอบโลหะผสมที่ซับซ้อนก็มีค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูง

• คุณธรรม

เมื่อเทียบกับวัสดุโลหะอื่น ๆ Titanium Alloy มีข้อได้เปรียบดังต่อไปนี้

      ①มากกว่าความแข็งแรง (ความต้านทานแรงดึง / ความหนาแน่น) สูง (ดูแผนภูมิ) ความต้านทานแรงดึงสูงถึง 100 ~ 140kGF / mm2 ในขณะที่ความหนาแน่นเพียง 60% ของเหล็ก

      ②ความแข็งแรงที่ดีที่อุณหภูมิปานกลางการใช้อุณหภูมิมากกว่าอลูมิเนียมอัลลอยด์สูงกว่าไม่กี่ร้อยองศาในช่วงกลางของอุณหภูมิยังคงสามารถรักษาความแข็งแรงที่ต้องการได้อาจอยู่ในอุณหภูมิ 450 ~ 500 ℃งานระยะยาว

      ③ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในชั้นบรรยากาศพื้นผิวไทเทเนียมจะสร้างฟิล์มออกไซด์หนาแน่นสม่ำเสมอในทันทีความสามารถในการต้านทานการพังทลายของสื่อที่หลากหลาย โดยปกติแล้วไทเทเนียมจะมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีในสื่อออกซิไดซ์และสื่อกลางและความต้านทานการกัดกร่อนในน้ำทะเลคลอรีนเปียกและคลอไรด์ที่ดีกว่า แต่ในการลดสื่อเช่นกรดไฮโดรคลอริกและสารละลายอื่น ๆ ความต้านทานการกัดกร่อนของไทเทเนียมนั้นไม่ดี

      ④ประสิทธิภาพอุณหภูมิต่ำที่ดีองค์ประกอบช่องว่างเป็นโลหะผสมไทเทเนียมต่ำมากเช่น TA7 ใน -253 ℃สามารถรักษาระดับพลาสติกได้ในระดับหนึ่ง

      modulus ต่ำของความยืดหยุ่น, การนำความร้อนขนาดเล็ก, ไม่มี ferromagnetism

      ⑥ความแข็งสูง

      ⑦การปั๊มความเทอร์โมพลาสติกที่ดี