Легуре титанијума у ​​ваздухопловству и потрошачкој електроници: класе, својства и стандардна ограничења

Легуре титанијума су ушле на два веома различита тржишта у исто време: комерцијални ваздухопловство и потрошачка електроника. Покретач је комбинација својстава која се не репродукује конкурентски структурални метал при једнакој маси, односно висока специфична чврстоћа, самозалеђујући пасивни оксидни филм и употребљива чврстоћа на температурама где је алуминијум већ изгубио већину свог капацитета носивости.

Основа својине титанијума

Комерцијално чист титанијум има густину од око 4,51 г/цм3, отприлике 57% челика и око 1,6 пута више од алуминијума, са модулом еластичности близу 105 ГПа. Жарени лим разреда 2 достиже минималне вредности од 345 МПа затезне и 275 МПа приноса са 20% истезања према АСТМ Б265, док жарени слој 5 (Ти-6Ал-4В) достиже затезну снагу од 895 МПа и принос од 828 МПа са дужином од 10%. Пасивни оксидни филм се реформише у року од милисекунди након оштећења, због чега је цев испоручена за АСТМ Б338 стандардни избор за кондензаторе морске воде, системе за десалинизацију и оксидационе хемикалије.

Избор степена и минимална својства

Ово су границе жареног лима и плоче АСТМ Б265. Степен 1 ​​је изабран за максималну способност обликовања и заварљивости, Граде 2 за општу индустријску употребу, Граде 5 где је јачина по килограму одлучујући, а Граде 7 где би редукционе киселине напале нелегирани титанијум. Шипка и материјал за ковање прате АСТМ Б348, а хируршки степен 5 ЕЛИ прати АСТМ Ф136 и ИСО 5832-3.

Зашто потражња за ваздухопловством расте

Замена се дешава на локацијама где челик додаје масу, а алуминијум ствара галвански пар са карбонским влакнима: хардвер мотора и гондоле, пилонске арматуре, хидрауличне цеви, причвршћиваче и шине седишта. Титанијум је близу угљеничног композита у галванској серији, тако да је спојевима потребна далеко мања изолација од алуминијумских спојева, а легура задржава корисну чврстоћу на 300-400 Ц где 7075-Т6 више није употребљив.

Зашто је преносива електроника усвојила титанијумске оквире

Оквири уређаја користе углавном Граде 5 и Граде 9 као машинске структуре са танким-зидовима или коване затворе. Инжењерско кућиште је крутост и отпорност на хабање при малој маси, плус оксидни филм који је отпоран на удубљење које деформише анодизирани алуминијум у контакту са хлоридом. Обе индустрије се приближавају истим захтевима за снабдевање: конзистентна микроструктура, контролисан садржај кисеоника и гвожђа и следљивост од ингота до готовог дела.

Производна ограничења у буџету за

Титанијум слабо проводи топлоту у поређењу са челиком или алуминијумом, тако да се топлота сечења концентрише на ивици алата; ниска површинска брзина, расхладна течност-под високим притиском и оштар алат су обавезни. Хладан степен 2 се лако обликује, али је лимовима разреда 5 потребно топло или вруће обликовање након чега следи жарење јер је дуктилност на собној{4}}температури ограничена. Заварени спојеви морају остати под инертном заштитом све док се метал не охлади испод отприлике 400 Ц, у супротном прикупљање кисеоника формира тврдо алфа кућиште које се мора уклонити декапирањем или машинском обрадом.

Често постављана питања

Q:Која је разлика између титанијума 2 и 5 степена?
О: Разред 2 је нелегирани титанијум са минималном затезном чврстоћом од 345 МПа, одабран за отпорност на корозију и могућност обликовања; Степен 5 је Ти-6Ал-4В алфа-бета легура са минималном затезном чврстоћом од 895 МПа, изабраном тамо где је оптерећење по килограму детерминисано.

Q:Да ли се титанијум може заварити без вакуумске коморе?
О: Да. Степен 2 и Граде 5 су заварени пламеником, пратећим и заштитним слојем инертног гаса, држећи шав и зону захваћену топлотом{3}}заштићеном све док метал не падне испод око 400 Ц како би се спречило преузимање кисеоника и азота.

Q:Који разред се користи за цеви измењивача топлоте?
О: Заварене и бешавне цеви за кондензаторе и измењиваче топлоте се обично испоручују према АСТМ Б338 у степену 2 за воду за хлађење и степену 7 где процесне течности које садрже хлорид или хлорид стварају ризик од удубљења.

Q:Да ли је титан магнетан?
О: Не. Титанијум и његове легуре су парамагнетни, због чега се користе за кућишта инструмената и компоненте имплантата који не смеју да искривљују магнетна поља.

Q:Како се титанијумски лим проверава пре испоруке?
О: Испитивање затезања према АСТМ Е8/Е8М, хемијска анализа према АСТМ Б265 границама, ултразвучно или пенетрантско испитивање плоче, плус провере димензија и површине, све наведено према топлотном броју на сертификату млина.

Q:Зашто титанијум кошта више од нерђајућег челика?
О: Пут редукције је енергетски интензиван и топљење се мора обавити у вакууму или инертној атмосфери да би се контролисали међупросторни материјали, док машинска обрада уклања метал много спорије, тако да су и трошкови материјала и конверзије структурно већи.