Gr.1 titaanin lämpötilarajat

1. Vähimmäishuoltolämpötila

Titanium Grade 1 (UNS R50250) on poikkeuksellinen kryogeeninen suorituskykyvähimmäiskäyttölämpötila -253 astetta (-423 astetta F)(nestemäisen vedyn lämpötila) ja vieläkin alhaisempi toimintakyky erikoissovelluksissa. Tämä johtuu sen kuusikulmaisesta tiiviisti -pakatuista (HCP) kiderakenteesta, joka säilyttää sitkeyden ja sitkeyden erittäin-alhaisissa lämpötiloissa ilman hauraita muutoksia. Toisin kuin rautaseokset tai jotkin ei--rautametallit, jotka kärsivät sitkeästä-hauraasta siirtymästä (DBT) alhaisissa lämpötiloissa, Gr.1 ylläpitää:

Vetolujuus Suurempi tai yhtä suuri kuin 240 MPa

Myötölujuus Suurempi tai yhtä suuri kuin 170 MPa

Venymä suurempi tai yhtä suuri kuin 24 %

jopa -253 asteessa, mikä tekee siitä sopivan kryogeenisiin laitteisiin, kuten nestemäisen hapen/typen varastosäiliöihin, rakettipolttoainejärjestelmiin ja suprajohtaviin magneeteihin.

2. Hauraus erittäin-matalissa lämpötiloissa

Ei, titaani Grade 1 ei haurastu erittäin-alhaisissa lämpötiloissa.Keskeisiä syitä ovat:

Muovautuva-hauras muutos (DBT) puuttuu sen minimikäyttölämpötilaan (-253 astetta). Sen HCP-rakenne pysyy vakaana ilman haurautta aiheuttavia vaihemuutoksia.

Erittäin puhdas (tyypillisesti 99,5 % titaanipitoisuus, vähän interstitiaalisia epäpuhtauksia, kuten happea, typpeä ja hiiltä Alle tai yhtä suuri kuin 0,2 %, 0,03 % ja 0,08 % ASTM B265:n mukaan). Epäpuhtauksien torjunta estää hauraiden metallien välisten faasien muodostumisen tai raerajojen erottelun.

Käytännön validointi: Gr.1:tä käytetään laajalti kryogeenisessä tekniikassa (esim. LNG-kuljetukset, ilmailun kryogeeniset järjestelmät) sen tasaisen sitkeyden (Charpy-iskuenergia Suurempi tai yhtä suuri kuin 34 J -253 asteessa) ja murtumiskestävyyden vuoksi matalan lämpötilan kuormituksessa.

info-447-443 info-446-449

info-446-449 info-445-444

3. Suurin käyttölämpötila

Thejatkuva enimmäiskäyttölämpötilaTitanium Grade 1 on315 astetta (600 astetta F). Tämän alueen ulkopuolella:

Hapettumiskestävyys heikkenee: Titaani muodostaa suojaavan TiO₂-kalvon alle 315 asteen lämpötiloissa, mutta tämän yläpuolella kalvo paksuuntuu, halkeilee ja menettää suojauskykynsä, mikä johtaa nopeaan hapettumiseen ja haurastumiseen (johtuen hapen imeytymisestä metallimatriisiin).

Mekaaniset ominaisuudet heikkenevät: Vetolujuus ja väsymiskestävyys heikkenevät merkittävästi yli 315 asteen lämpötiloissa, kun lämpöpehmeneminen tulee näkyväksi.

Lyhytaikainen (ajoittainen) käyttö: Gr.1 kestää jopa 427 asteen (800 asteen F) lämpötiloja lyhyitä aikoja (esim. hätätoiminnot), mutta pitkäaikainen altistuminen tälle lämpötilalle aiheuttaa pysyviä materiaalivaurioita.

Korkeissa{0}}lämpötiloissa (yli tai yhtä suuri kuin 315 astetta) suositellaan titaaniseoksia, kuten Gr.5 (Ti-6Al-4V) tai Gr.23 (Ti-6Al-4V ELI), koska ne sisältävät seosaineita (alumiinia, vanadiinia) hapettumiskestävyyden ja lämpöstabiilisuuden parantamiseksi.