Koja je razlika između čistog titana i legure titana GR5?

Uobičajeno korišteni tipovi titana

GR1 (Grade2) industrijski čisti titan

GR2 (Grade3) industrijski čisti titan

GR7 (Razred 11) Ti-0.2Pd

GR10 (razred 12) Ti-0.3Mo-0.8Ni

GR5 (AB-1) Ti-6Al-4V

Industrijski čisti titan podijeljen je u tri stupnja: GR1, GR2 i GR3 prema sadržaju nečistoća. Međuprostorni elementi nečistoća ove tri vrste industrijskog čistog titana postupno se povećavaju, tako da njihova mehanička čvrstoća i tvrdoća također postupno rastu, ali plastičnost i žilavost u skladu s tim opadaju.

Industrijski čisti titan koji se obično koristi u industriji je GR2 zbog svoje umjerene otpornosti na koroziju i sveobuhvatnih mehaničkih svojstava. GR3 se može koristiti kada se zahtijeva veća otpornost na trošenje i veća čvrstoća. GR1 se može koristiti kada je potrebna bolja izvedba kalupljenja.

GR1, GR2 i GR3 u nacionalnom standardu odgovaraju Gr0, Gr1 i Gr2 u UNS-u.

GR1 i GR2 imaju dobru niskotemperaturnu žilavost i visoku niskotemperaturnu čvrstoću kada je sadržaj željeza ω 0.095%, sadržaj kisika ω je 0.{{10} }8%, sadržaj vodika ω je 0,0009%, a sadržaj dušika ω je 0,0062%, te se mogu koristiti kao niskotemperaturni strukturni materijali ispod -253 stupnjeva.

Razlika između GR1 i GR2 je u tome što potonji ima veći sadržaj željeza i kisika, pa je čvrstoća GR2 veća od GR1.

GR5 predstavlja većinu niskotemperaturnih legura titana. S padom temperature povećavat će mu se čvrstoća, ali se njegova plastičnost neće puno promijeniti. Održava dobru duktilnost i žilavost na niskim temperaturama od -196-253 stupnjeva, izbjegavajući hladnu krtost metala, što ga čini idealnim materijalom za kriogene spremnike, kutije za pohranu i drugu opremu.

Postoje mnoge marke i vrste legura titana, više od 100 vrsta. Postoji 40-50 vrsta dostupnih u industriji, a samo desetak se najčešće koriste. To uključuje razne industrijske čiste titanije i odabrane legure titana različitih okusa, kao što su Ti-6AL-4V, Ti-5AL-2.5Sn, Ti{{7} }AL-1.5Mn, Ti-3AL-2.5V, Ti-6AL- 2Sn-4Zr-2Mo , Ti-6AL-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8AL-1Mo-1V, Ti{{ 24}}V-11Cr-3AL, Ti-15V—3Cr-3AL-Sn i Ti-10V-2Fe{{ 33}}AL i Ti-0.20Pd, Ti-0.3Mo-0.8Ni itd. Međutim, za većinu zemalja, prve dvije važne legure (Ti-6 Al-4V; Ti-5Al-2.5Sn) su najtipičniji i priznati u zemljama širom svijeta.

Legure titana općenito se nazivaju prema njihovoj strukturi, naime legure titana (uključujući legure blizu titana), legure titana i (+) legure titana. U kineskim nacionalnim standardima, TA, TB i TC koriste se kao prefiksi za predstavljanje vrste legure titana, nakon čega slijedi broj koji predstavlja serijski broj legure. Na primjer, TA predstavlja alfa leguru titana, GR6 legura titana je legura Ti5Al-2.5Sn; TB predstavlja beta titan. Legura, TB2 je legura Ti-5Mo-5V-8Cr-3Al; TC predstavlja + leguru, kao što je GR5 legura titana je legura Ti-6Al-4V.

Alfa legure titana uglavnom sadrže alfa stabilne elemente. U stabilnom stanju na sobnoj temperaturi, to su u osnovi legure titana alfa faze, kao što je industrijski čisti titan (GR1, GR2, GR3, GR4) i GR6 (Ti-5Al-5Sn). Alfa legure titana uglavnom se koriste u kemijskoj, petrokemijskoj i prerađivačkoj industriji. U tim industrijama primarno razmatranje je otpornost na koroziju i sposobnost obrade legure. Industrijski čisti titan (TA0-GR3 četiri vrste), legura GR7 titana koja sadrži paladij (GR7 legura titan-paladij) i legure koje sadrže male količine molibdena i nikla (GR10 legura titan-molibden-nikal) su poželjne.

U blizini legure titana, ovoj vrsti legure titana dodaje se mala količina stabilizirajućih elemenata. U stabilnom stanju na sobnoj temperaturi, žarena struktura sadrži malu količinu faze ili intermetalnih spojeva, općenito ne više od 10%, kao što je GR11 (Ti-8Al-1Mo-1 V ), koja je legura titana razvijena u Sjedinjenim Državama za upotrebu na visokim temperaturama, ali visok sadržaj aluminija može uzrokovati probleme korozije uslijed toplinskog soljenog stresa; GR15 (Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr) je legura BT20 razvijena u Rusiji. GR11 legura titana slična je legura GR15 leguri titana. Potonji smanjuje sadržaj aluminija i povećava cirkonij, čime se održava otpornost na toplinu i poboljšava korozija na naprezanje s učinkom vruće soli. + složena legura GR13 (Ti-2.5CU) je IMI230 legura razvijena u UK.

+ legura titana sadrži više -stabilizirajućih elemenata i legura je titana sastavljena od i faza u stabilnom stanju na sobnoj temperaturi. sadržaj je općenito 10%-50%. + legura titana ima srednju čvrstoću i može se ojačati toplinskom obradom, ali je njezina učinkovitost zavarivanja loša. Ovisno o molibdenskom ekvivalentu, ovu vrstu legure možemo podijeliti na martenzitnu i prijelaznu. Među njima, tipičnu leguru Ti-6Al-4V razvio je Water City Arsenal u Sjedinjenim Državama 1954. Široko se koristi u zrakoplovnoj industriji. Ovaj proizvod od legure čini 55%-65% proizvodnje legure titana i može se koristiti za proizvodnju raznih velikih zrakoplovnih proizvoda. Otkovci i dijelovi, legura Ti-6Al-4V ima izvrsna sveobuhvatna svojstva, najintenzivnije je istraživana, koristi se najdulje i ima najširi raspon primjena. Stoga je legura zadržala snažnu vitalnost od svog rođenja prije pola stoljeća. Kineska robna marka je GR5, Timet odjel American Titanium Metal Company je Ti-6Al-4V, American Active Metal Company je RMI6Al4V, British Titanium Company je IMI318, Rusija je BT6, Sumitomo Japana je ST-Al40, a Francuske TA6V. Njemačka je LT31.

Dodavanje elemenata legurama titana izražava se pomoću ekvivalenta molibdena [Mo1]ep i ekvivalenta aluminija [Al]ep: a slitina blizu titana [Mo1]ep je 12-13, [Al]ep je 5-8; + legura titana [Mo1] ep je 5-12, [Al] ep je 6-30; legura titana (metastabilna legura) [Mo1] ep je 12-25, [Al] ep je 5-8. Dizajnerima je prikladnije klasificirati prema intenzitetu, koji se može podijeliti na niski intenzitet, normalni intenzitet, srednji intenzitet, visoki intenzitet i maksimalni intenzitet.

⑴Industrijski čisti titan

Industrijski čisti titan je gusti metalni titan s udjelom titana ne manjim od 99% i sadrži malu količinu željeza, kisika, ugljika, dušika, vodika i drugih nečistoća. Nečistoće koje imaju najočitiji utjecaj na mehanička svojstva čistog titana su kisik, dušik i željezo, posebno kisik. Reakcija između vodika i titana je reverzibilna. Glavni utjecaj vodika na performanse titana je "vodikova krtost". Obično se propisuje da sadržaj vodika ne smije premašiti 0.03%-0.05% vodika. Iako industrijski čisti titan ima tijesno pakiranu heksagonalnu rešetku ( ) na sobnoj temperaturi, njegov aksijalni omjer je mali (c/a=1.587) i ima dobru preradljivost. Čisti titan ima dobru sposobnost oblikovanja i svojstva zavarivanja i nije osjetljiv na toplinsku obradu.

Industrijski čisti titan uključen je u međunarodni standard ISO5832-2-1999 kao metalni materijal za kirurške implantate. Materijali koji zadovoljavaju dugotrajne implantate trebaju imati sljedeće osnovne zahtjeve: otpornost na koroziju, biokompatibilnost, superiornu vlačnu čvrstoću, otpornost na zamor i Ima dobru žilavost, elastične abrazivne alate, otpornost na habanje i zadovoljavajuću cijenu.

⑵ Legura titana otporna na koroziju

Legure titana otporne na koroziju prikladne su za upotrebu u visoko korozivnim medijima, uglavnom legurama niske čvrstoće. U nezrakoplovnim područjima uglavnom se koristi prednost dobre otpornosti na koroziju. Legure titana otporne na koroziju poboljšavaju otpornost na koroziju industrijskog čistog titana u redukcijskim medijima (kao što su klorovodična kiselina, sumporna kiselina, fosforna kiselina, oksalna kiselina i mravlja kiselina). Trenutno, zreli titan molibden, titan paladij, titan molibden nikal, titan nikal, titan tantal itd. legura.

Najranije je proučavana legura titan-molibden (1952.). Ima izvrsnu otpornost na koroziju u redukciji klorovodične kiseline. Ti-30Mo legura je otporna na kipuću 5% ugljičnu kiselinu, kipuću 5% sumpornu kiselinu, kipuću 10% fosfornu kiselinu, kipuću 10% octene kiseline i kipuću 50% mravlju kiselinu, opći maksimum brzina korozije je 0.0254-0.0508mm/a. Brzina korozije čistog titana u 10% otopini sumporne kiseline na 93,3 stupnja doseže 38.1-50.8mm/a; Ti-30Mo legura u Otpornost na koroziju u oksidirajućim medijima je loša. Zbog dodavanja legure molibden-hafnij visoke gustoće, taljenje, obrada i zavarivanje donijet će određene zračne katastrofe. Iz legura titana i molibdena dobivaju se legure titana otporne na koroziju kao što su titan-molibden-niobij, titan-molibden-cirkonij i titan-molibden-paladij.

GR7 legura titana i paladija ima izvrsnu otpornost na koroziju u oksidirajućim medijima. Također ima određenu otpornost na koroziju redukcijskih medija, a posebno može poboljšati otpornost na koroziju u pukotinama u medijima s visokom koncentracijom kloridnih iona. GR7 legura titana sadrži 0.2% paladija. U 5% kipućoj sumpornoj kiselini GR7 legura titana i paladija može smanjiti stopu korozije s 48,26 mm/a (industrijski čisti titan) na 0.508 mm/a i povećati otpornost na koroziju za oko 95 puta. Legura ima dobra svojstva obrade, oblikovanja i zavarivanja, ali sadrži plemeniti metal paladij i skupa je.

Beta legura titana. Ova vrsta legure titana sadrži dovoljno beta stabilnih elemenata. Uz odgovarajuću brzinu hlađenja, struktura sobne temperature je beta faza. Obično se može podijeliti na leguru beta titana koja se može toplinski obraditi (metastabilna legura beta titana) i stabilni beta titan. legura. Legura beta titana koja se može toplinski obraditi ima vrlo dobru procesnu plastičnost u uvjetima kaljenja, može se hladno oblikovati u ploče i može postići vlačnu čvrstoću na sobnoj temperaturi do 1300-1400MPa postupkom starenja.

Nominalni sastav GR10 legure titan-molibden-nikal je Ti-0.3Mo-0.8Ni. To je Ti-12 legura koju su sredinom-1970 XX. stoljeća istraživale i razvile Sjedinjene Države. To je legura titana otporna na pukotinsku koroziju. Vlačna čvrstoća legure na 300 stupnjeva dvostruko je veća od čistog titana, a otpornost na koroziju redukcijskih medija značajno je poboljšana. U kloridu na 150-200 stupnju ne dolazi do pukotinske korozije.

Temperatura upotrebe legure titan-nikal (Ti-2Ni) u opremi za desalinizaciju na visokim temperaturama može doseći oko 200 stupnjeva.

Legura titana i tantala (Ti-5Ta) je legura titana tipa dušične kiseline otporna na koroziju koju proizvode Rusija pod markom legure 4204 i japanski Kobe Steel pod markom KS50Ta. Legura ima dobre procesne performanse i performanse zavarivanja, a stopa korozije u strujanju dušične kiseline na 100-200 stupnju manja je od 0,1 mm/a. Primijenjen je u opremi za obnavljanje dušične kiseline i procesima ponovne obrade nuklearnog goriva.

⑶Strukturalna legura titana

Legure titana niske čvrstoće klasificirane prema čvrstoći uglavnom se koriste u okruženjima otpornim na koroziju, dok se druge legure titana koriste u konstrukcijskim dijelovima, koje se nazivaju strukturne legure titana. Legure titana uobičajene čvrstoće (oko 500 MPa), uglavnom uključujući industrijski čisti titan, Ti-2Al-1.5Mn (TC1) i Ti-3Al-2.5V (GR18 ), naširoko su korišteni. Zbog dobrih svojstava obrade i oblikovanja te zavarljivosti, legura se koristi za izradu raznih dijelova zrakoplovnih ploča i hidrauličnih cijevi, kao i za civilne biciklističke proizvode. Tipična legura titanijske legure srednje čvrstoće (oko 900 MPa) je Ti-6Al-4V (GR5), koja se široko koristi u zrakoplovnoj industriji legura titana. Pločasta legura titana visoke čvrstoće ima vlačnu čvrstoću na sobnoj temperaturi veću od 1100MPa. Sastoji se od legure gotovo titana i metastabilne legure titana. Uglavnom se koristi za zamjenu konstrukcijskog čelika visoke čvrstoće koji se obično koristi u strukturama zrakoplova. Njegove tipične legure su Ti-13V- 11Cr-3Al, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn i Ti-10V-2Fe-3Al legure, itd.

4. Legura titana otporna na toplinu

Heat-resistant titanium alloy je legura titana pogodna za dugotrajan rad na višim temperaturama. Ima visoku trenutnu i dugotrajnu čvrstoću u cijelom rasponu radnih temperatura. Ima dobru toplinsku stabilnost, otpornost na puzanje i plastičnost na sobnoj temperaturi, te ima dobru otpornost na zamor na visokim temperaturama. Uglavnom se koristi za proizvodnju diskova, lopatica, kućišta usisnika zraka i zrakoplovnih komponenti u kompresorima. Legure titana otporne na toplinu bile su legure titana ojačane čvrstom otopinom + tipa i blizu tipa. Legure titana tipa + otporne na toplinu koje mogu dugo raditi ispod 500 stupnjeva sadrže više -stabilizirajućih elemenata, a aluminijski ekvivalent je iznad 6. Dodavanjem odgovarajućih beta stabilizirajućih elemenata, legura ne samo da pokazuje visoku trenutnu čvrstoću na visokim temperaturama, već ali ima i dovoljnu plastičnost. Tipične legure uključuju GR5 (Ti-6Al-4V), TC6 (Ti-6Al-2.5Mo-2Cr-0.5 Fe -0.3Si) i TC11 (Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si). -tip legure titana otporne na toplinu koje rade dugo vremena ispod 500 stupnjeva sadrže malu količinu -stabilizirajućih elemenata. Aluminijski ekvivalent je gotovo sav iznad 7, a legura ima više faze u ravnotežnom stanju, tako da te legure imaju veću otpornost na puzanje i bolju otpornost na zamor i žilavost na lom iznad 500 stupnjeva. Budući da legura gotovo -tipa ima ova izvrsna sveobuhvatna svojstva, postala je glavni sustav legura otpornih na toplinu. Tipične legure su Ti-8Al-1Mo-1V (US Ti-811), Ti6Al-2Zr-1Mo-1 V (ruski BT20), Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (američki Ti-6242) i Ti-5.5Al { {54}}.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si (UK IMI-829).

5. Niskotemperaturna legura titana

Niskotemperaturne legure titana su i + legure titana pogodne za upotrebu na niskim temperaturama. Ova vrsta legure raste s padom temperature, a njezina žilavost rijetko opada s padom temperature, pa se može koristiti kao niskotemperaturni strukturni dijelovi. Trend razvoja niskotemperaturnih legura titana je smanjenje sadržaja kisika sa 0.2% (obična kvaliteta) na 0.12% kako bi se formirala legura titana s iznimno niskim razmakom (ELI). Može se koristiti na ultra niskim temperaturama (<77K). Typical alloys are Ti-5Al-2.5Sn (ELI). Ti-5Al-2.5Sn (ELI is the US military standard MIL-9047) developed in the United States in the early 1960s. China successfully copied the alloy in the late 1970s and called it GR6 titanium alloy, Ti-5Al-2.5Sn (ELI) alloy. Especially suitable for liquid fuel storage containers operating at low temperatures of -255°C. There are many brands and varieties of titanium alloys, more than 100 types. There are 40-50 types available in industry, and only a dozen are most commonly used. These include various industrial pure titanium and selected titanium alloys of different tastes, such as Ti-6AL-4V, Ti-5AL-2.5Sn, Ti-2AL-1.5Mn, Ti-3AL-2.5V, Ti-6AL- 2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6AL-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8AL-1Mo-1V, Ti-13V-11Cr-3AL, Ti-15V—3Cr-3AL-Sn and Ti-10V-2Fe-3AL and Ti-0.20Pd, Ti-0.3Mo-0.8Ni, etc. However, for most countries, the first two important alloys (Ti-6Al-4V; Ti-5Al-2.5Sn) are the most typical and recognized by countries around the world.