Karakteristike titanske šipke
Šipke od titana odabiru se tamo gdje su specifična čvrstoća, otpornost na koroziju i umjereno visoke-temperature važniji od sirove krutosti. Komercijalni titan ima gustoću od 4,51 g/cm³, oko 60 posto gustoće čelika, tako da je jednak-čvrsti dio težak daleko manje od čeličnog.
Gustoća i specifična čvrstoća:4,51 g/cm³, otprilike 60% čelika, s izvrsnim omjerom-na-težine.
Oksidacijsko ponašanje:zaštitni TiO₂ film se formira na 400-550 stupnjeva i suzbija daljnji napad.
Osjetljivost na nečistoće:kisik, dušik i vodik degradiraju mehanička svojstva čak i kod 0,005-0,01%, pa je kontrola taljenja stroga.
Korozija i zamor:odličan u kloridnim i oksidirajućim medijima; neke legure zadržavaju korisnu čvrstoću do oko 600 stupnjeva.
Mogućnost obrade:rezanje i strojna obrada su teški, vrući rad mora izbjeći nakupljanje plina, a otpornost na trošenje je ograničena.
Obitelji razreda titanskih poluga
Četiri obitelji u nastavku pokrivaju gotovo svu potražnju za šipkama i šipkama. Komercijalno čiste vrste se biraju zbog mogućnosti oblikovanja i otpornosti na koroziju, dok legirane vrste mijenjaju određenu duktilnost za čvrstoću.
| Obitelj | Tipične ocjene | Ponašanje |
|---|---|---|
| Komercijalno čist | TA1 / TA2 / TA3, Gr.1-Gr.4 | Visoka sposobnost oblikovanja, mala čvrstoća, najbolja otpornost na koroziju |
| Alfa legura | TA7 (Ti-5Al-2,5Sn) | Dobra zavarljivost i otpornost na puzanje, ne otvrdnjava starenjem |
| Alfa + beta legura | TC4 (Ti-6Al-4V), TC11 | Vrste radnih konja: snaga u kombinaciji s mogućnošću oblikovanja |
| Beta legura | TB6 (Ti-10V-2Fe-3Al) | Najveća čvrstoća, može se očvrsnuti tretmanom otopinom i starenjem |
Liječenje otopinom i starenje
Ojačanje tretmanom otopinom plus starenjem radi samo na alfa + beta legurama i metastabilnim beta legurama. Za TC4 standardni ciklus je tretman otopinom na 920-950 stupnjeva s gašenjem vodom, nakon čega slijedi starenje na 480-560 stupnjeva 4-8 sati. Alfa legure kao što je TA7 ne reagiraju na ovaj tretman i isporučuju se u žarenom stanju.
| Proces | Temperatura | Vrijeme držanja | Hlađenje |
|---|---|---|---|
| Liječenje otopinom | 920-950 stupnjeva | Po veličini odjeljka | Ugasiti vodom |
| Starenje | 480-560 stupnjeva | 4-8 h | Zrak |
| Žarenje-za ublažavanje naprezanja | 500-700 stupnjeva | 0.5-2 h | Zrak |
| Potpuno žarenje | 700-850 stupnjeva | Po leguri | Peć |
Ublažavanje-naprezanja i potpuno žarenje
Žarenje-za ublažavanje naprezanjana 500-700 stupnjeva tijekom 0,5-2 sata uz zračno hlađenje uklanja zaostala naprezanja od strojne obrade i ravnanja, smanjujući rizik od izobličenja i mogućnost pucanja uslijed korozije.
Potpuno žarenjena 700-850 stupnjeva, uvijek ispod beta transusa za alfa + beta legure, nakon čega slijedi hlađenje u peći daje maksimalnu žilavost, dimenzionalnu i strukturnu stabilnost i poboljšava obradivost.
Pravilo odabira:koristite smanjenje naprezanja kada je dijelu potrebna samo dimenzijska stabilnost nakon strojne obrade; koristite potpuno žarenje kada su duktilnost, žilavost i stabilna mikrostruktura prioriteti.
Primjene i specifikacije opskrbe
Šipke od titana koriste se za konstrukcijske dijelove zrakoplovstva i pričvršćivače izrađene od TC4, kemijske i pomorske komponente, medicinske implantate u Gr.2 i Gr.5 ELI, sportsku opremu i pričvršćivače za visoke-temperature. Šipke se obično isporučuju prema ASTM B348 ili GB/T 2965, s EN 10204 3.1 certifikatom dostupnim za kritične projekte.
Budući da je titan osjetljiv na zareze i sklon habanju, praksa strojne obrade važna je jednako kao i odabir kvalitete: oštar alat, male brzine rezanja, izdašan protok rashladne tekućine i kruto držanje štite integritet površine o kojem ovisi izvedba zamora.
FAQ
P: Zašto su titanijske šipke osjetljive na kisik, dušik i vodik?
Ovi međuprostorni elementi čine metal krhkim i smanjuju duktilnost i žilavost čak i kod 0,005-0,01%, zbog čega su bitni vakuum ili taljenje u inertnoj atmosferi i čista vruća obrada.
P: Koje se vrste titana mogu ojačati obradom otopinom i starenjem?
Odgovaraju samo alfa + beta legure kao što su TC4 i TC11 i metastabilne beta legure kao što je TB6; komercijalno čiste i alfa legure ojačavaju se samo hladnom obradom ili se koriste žarene.
P: Koji je standardni ciklus starenja za TC4 šipke?
Tretirajte otopinu na 920-950 stupnjeva i ohladite vodom, zatim ostavite na 480-560 stupnjeva 4-8 sati i ohladite na zraku; točna kombinacija je određena potrebnom ravnotežom čvrstoće i duktilnosti.
P: Kada bi se trebalo koristiti-žarenje za ublažavanje naprezanja umjesto potpunog žarenja?
Koristite smanjenje naprezanja na 500-700 stupnjeva tijekom 0,5-2 sata kada se moraju ukloniti samo zaostala naprezanja strojne obrade i potpuno žarenje na 700-850 stupnjeva s hlađenjem peći kada su potrebni maksimalna žilavost i mikrostrukturna stabilnost.
P: Mogu li titanijske šipke zamijeniti nehrđajući čelik u morskoj vodi?
U mnogim pomorskim primjenama nadmašuju nehrđajući čelik jer je stabilan pasivni film otporan na udubljenje klorida, iako viši trošak materijala obično ograničava izbor na kritične ili-osjetljive dijelove.
P: Koji standardi pokrivaju šipke od titana?
ASTM B348 za šipke i trupce od titana i legure titana i GB/T 2965 za kineske šipke od titana uobičajene su reference, a na zahtjev se može dostaviti-inspekcija treće strane prema EN 10204 3.1.
