Ciri-ciri Rod Titanium
Rod titanium dipilih di mana kekuatan khusus, rintangan kakisan dan keupayaan suhu-sederhana tinggi lebih penting daripada kekakuan mentah. Titanium komersial mempunyai ketumpatan 4.51 g/cm³, kira-kira 60 peratus daripada keluli, jadi bahagian-kekuatan yang sama beratnya jauh lebih rendah daripada bahagian keluli.
Ketumpatan dan kekuatan khusus:4.51 g/cm³, kira-kira 60% keluli, dengan nisbah kekuatan-ke-berat yang sangat baik.
Tingkah laku pengoksidaan:filem TiO₂ pelindung terbentuk pada 400-550 darjah dan menyekat serangan selanjutnya.
Sensitiviti kekotoran:oksigen, nitrogen dan hidrogen merendahkan sifat mekanikal walaupun pada 0.005-0.01%, jadi kawalan cair adalah ketat.
Kakisan dan keletihan:sangat baik dalam klorida dan media pengoksidaan; sesetengah aloi mengekalkan kekuatan berguna kepada kira-kira 600 darjah .
Kebolehprosesan:pemotongan dan pemesinan adalah sukar, kerja panas mesti mengelakkan pengambilan gas, dan rintangan haus adalah terhad.
Keluarga Gred Bar Titanium
Empat keluarga di bawah meliputi hampir semua permintaan bar dan rod. Gred tulen secara komersial dipilih untuk kebolehbentukan dan rintangan kakisan, manakala gred aloi menukar beberapa kemuluran untuk kekuatan.
| Keluarga | Gred biasa | Tingkah laku |
|---|---|---|
| Tulen secara komersial | TA1 / TA2 / TA3, Gr.1-Gr.4 | Kebolehbentukan tinggi, kekuatan rendah, rintangan kakisan terbaik |
| Aloi alfa | TA7 (Ti-5Al-2.5Sn) | Kebolehkimpalan yang baik dan rintangan rayapan, tidak boleh dikeraskan oleh usia |
| Aloi alfa + beta | TC4 (Ti-6Al-4V), TC11 | Gred kuda kerja: kekuatan digabungkan dengan kebolehbentukan |
| Aloi beta | TB6 (Ti-10V-2Fe-3Al) | Kekuatan tertinggi, boleh dikeraskan dengan rawatan penyelesaian dan penuaan |
Rawatan Penyelesaian dan Penuaan
Pengukuhan melalui rawatan penyelesaian serta penuaan berfungsi hanya pada aloi alfa + beta dan aloi beta metastabil. Untuk TC4 kitaran standard ialah rawatan penyelesaian pada 920-950 darjah dengan pelindapkejutan air, diikuti dengan penuaan pada 480-560 darjah selama 4-8 jam. Aloi alfa seperti TA7 tidak bertindak balas terhadap rawatan ini dan dibekalkan dalam keadaan anil.
| Proses | Suhu | Masa memegang | Menyejukkan |
|---|---|---|---|
| Rawatan penyelesaian | 920-950 darjah | Setiap saiz bahagian | Pelindapkejutan air |
| Penuaan | 480-560 darjah | 4-8 h | Udara |
| Penekanan-pelepasan tekanan | 500-700 darjah | 0.5-2 h | Udara |
| Penyepuhlindapan penuh | 700-850 darjah | Setiap aloi | Relau |
Tekanan-Kelegaan dan Penyepuhlindapan Penuh
Penekanan-pelepasan tekananpada 500-700 darjah selama 0.5-2 jam dengan penyejukan udara menghilangkan tegasan baki daripada pemesinan dan pelurusan, mengurangkan risiko herotan dan kemungkinan retakan kakisan tegasan.
Penyepuhlindapan penuhpada 700-850 darjah , sentiasa dipegang di bawah transus beta untuk aloi alfa + beta, diikuti dengan penyejukan relau memberikan keliatan maksimum, kestabilan dimensi dan struktur, serta meningkatkan kebolehmesinan.
Peraturan pemilihan:gunakan pelepasan tekanan apabila bahagian itu hanya memerlukan kestabilan dimensi selepas pemesinan; gunakan penyepuhlindapan penuh apabila kemuluran, keliatan dan struktur mikro yang stabil adalah keutamaan.
Aplikasi dan Spesifikasi Bekalan
Rod titanium menyediakan bahagian struktur aeroangkasa dan pengikat yang diperbuat daripada TC4, komponen kimia dan marin, implan perubatan dalam Gr.2 dan Gr.5 ELI, peralatan sukan dan-pengikat suhu tinggi. Bar biasanya dibekalkan kepada ASTM B348 atau GB/T 2965, dengan pensijilan EN 10204 3.1 tersedia untuk projek kritikal.
Oleh kerana titanium sensitif takuk dan terdedah kepada pedih, amalan pemesinan adalah penting seperti pemilihan gred: perkakasan yang tajam, kelajuan pemotongan rendah, aliran penyejuk yang murah dan pegangan kerja yang tegar semuanya melindungi integriti permukaan yang bergantung kepada prestasi keletihan.
Soalan Lazim
S: Mengapa rod titanium sensitif kepada oksigen, nitrogen dan hidrogen?
Unsur interstisial ini merosakkan logam dan mengurangkan kemuluran dan keliatan walaupun pada 0.005-0.01%, itulah sebabnya pencairan vakum atau suasana lengai dan kerja panas yang bersih adalah penting.
S: Gred titanium manakah yang boleh diperkukuhkan dengan rawatan penyelesaian dan penuaan?
Hanya aloi alfa + beta seperti TC4 dan TC11 dan aloi beta metastabil seperti TB6 bertindak balas; aloi tulen dan alfa secara komersil hanya dikuatkan dengan kerja sejuk atau digunakan sepuhlindap.
S: Apakah kitaran penuaan standard untuk rod TC4?
Rawatan penyelesaian pada 920-950 darjah dan pelindapkejutan air, kemudian umur pada 480-560 darjah selama 4-8 jam dan udara sejuk; kombinasi yang tepat ditetapkan oleh keseimbangan kekuatan dan kemuluran yang diperlukan.
S: Bilakah penyepuhlindapan-tegasan harus digunakan dan bukannya penyepuhlindapan penuh?
Gunakan pelepasan tekanan pada 500-700 darjah selama 0.5-2 jam apabila hanya sisa tekanan pemesinan mesti dikeluarkan, dan penyepuhlindapan penuh pada 700-850 darjah dengan penyejukan relau apabila keliatan maksimum dan kestabilan mikrostruktur diperlukan.
S: Bolehkah rod titanium menggantikan keluli tahan karat dalam perkhidmatan air laut?
Dalam kebanyakan aplikasi marin, ia mengatasi keluli tahan karat kerana filem pasif yang stabil menahan pitting klorida, walaupun kos bahan yang lebih tinggi biasanya mengehadkan pilihan kepada bahagian kritikal atau berat-sensitif.
S: Piawaian manakah yang meliputi bar dan rod titanium?
ASTM B348 untuk bar dan bilet aloi titanium dan titanium dan GB/T 2965 untuk bar titanium Cina ialah rujukan biasa, dan pemeriksaan pihak ketiga kepada EN 10204 3.1 boleh dibekalkan atas permintaan.
