Luokan 3 titaani on tyyppinen seottamaton kaupallisesti puhdas (CP) titaani, joka koostuu pääasiassa alfa () -vaiheesta (kuusikulmainen sulkeminen - pakattu rakenne) huoneenlämpötilassa. Sen mekaaniset ominaisuudet on tyypillisesti määritetty hehkutetussa tilassa (yleisimpi syöttötila) tyypillisillä arvoilla seuraavasti:
Lujuusominaisuudet
Saantolujuus (0,2% siirtymä): Noin 370–480 MPa (54 000–70 000 psi), mikä on korkeampi kuin luokan 1 ja luokan 2 CP -titaani, luokittelemalla sen väliaineeksi - lujuus puhdas titaaniluokka.
Vetolujuus (lopullinen): Noin 480–620 MPa (70 000–90 000 psi), sopii sovelluksiin, jotka vaativat kohtalaista lujuutta ilman, että tarvitaan korkeaa - voimakkuutta titaaniseoksia.
Jauhuus ja plastisuus
Pitkitys tauolla: 15% –25% (yli 50 mm: n mittapituus). Vaikka se on alhaisempi kuin luokka 1 (20%–30%) ja luokan 2 (20%–30%) CP -titaani, se ylläpitää silti hyvää vetolujuutta, mikä mahdollistaa muodostumisprosessien, kuten taivutuksen, leimaamisen ja piirtämisen.
Alueen vähentäminen: Noin 30%–40%, mikä osoittaa erinomaisen ristin - poikkileikkauksen supistumiskapasiteettia ennen murtumaa ja tasapainoista muovi suorituskykyä.
Kovuus
Brinell -kovuus (HB): 110–140 HB; Rockwell -kovuus (HRB): 80–95 HRB. Sen kohtalainen kovuus tasapainottaa kulumiskestävyyttä ja konettavuutta.
Matala - Lämpötilan suorituskyky
Se säilyttää hyvän sitkeyden alhaisissa lämpötiloissa ilman merkittävää haurasta siirtymistä. Jopa kryogeenisissä lämpötiloissa (esim. - 253 asteessa, nestemäisen vedyn lämpötila), se ylläpitää hyväksyttävää taipuisuutta, mikä tekee siitä sopivan matalan lämpötilan palvelusovelluksiin.
Huomaa: Erityiset arvot voivat vaihdella hiukan valmistusprosessien (esim. Yleiskuva, taonta) ja lämpökäsittelyparametrien perusteella. Käytä käytännön sovelluksia valmistajan toimittamasta Material Test Report (MTR).
Hyödyllisydestään huolimatta luokan 3 titaani on luontaisia rajoituksia, jotka johtuvat sensueroimattomasta luonteestaan:
Alhaisempi lujuus kuin titaaniseokset: Sen saantolujuus (370–480 MPa) on huomattavasti alhaisempi kuin seostetun titaanin (esim. Ti - 6Al - 4V/luokka 5, satolujuus ~ 860 MPa). Tämä tekee siitä sopimattoman korkean kuormitussovelluksiin, kuten ilmailualan rakenteellisiin komponentteihin tai korkeapaineisiin.
Huono korkea - Lämpötilan suorituskyky: Puhtaalla titaanilla on voimakas lujuusaste yli 300 astetta, ja sen hapettumisvastus heikentyy (kun löysät oksidikalvot muodostuvat). Siten luokan 3 titaani rajoittuu yleensä alle 300 asteen palvelulämpötilaan, eikä sitä voida käyttää korkeissa - lämpötilaympäristöissä, kuten moottoriturbiineissa tai kuumissa suolissa.
Huonompi korroosionkestävyys erikoistuneille titaaniseoksille: Vaikka se toimii hyvin useimmissa ympäristöissä (esim. Merivettä, laimentavat hapot), se on vähemmän resistentti erittäin syövyttäville väliaineille (esim. Konsendoitu suolahappo, kuuma typpihappo, korkea - -konsentraatiokloridiliuokset) verrattuna korroosioon - -resistentteihin titaanilähetyksiin (EG, luokan 2 TI- PD -luokka 7 {9} PD -luokka 7 {9} PD -luokkaan. Ti-0.15pd). Se on taipumus pistää tai raon korroosio tällaisissa olosuhteissa.
Korkeammat kustannukset kuin tavalliset metallit: Kompleksi ja energia - intensiivinen uuttoprosessi (Kroll Process) puhtaan titaanille johtaa huomattavasti suurempiin raaka -aineiden kustannuksiin kuin hiiliteräs tai ruostumattomasta teräksestä. Kustannusten - herkät sovellukset, joilla on alhaiset lujuusvaatimukset (esim. Yleiset putkistot, päivittäiset tavarat), se on vähemmän kustannusta - tehokas kuin perinteiset metallit.
Vaikea konettavuus: Titaanilla on alhainen lämmönjohtavuus (noin 1/5 teräksen), mikä aiheuttaa lämmön keskittymisen työkalun reunaan koneistuksen aikana, mikä johtaa nopeaan työkalun kulumiseen. Lisäksi titaani pyrkii sitoutumaan työkalumateriaaleihin (esim. Korkeat - nopeusteräs) korkeissa lämpötiloissa, jotka vaativat erikoistuneita työkaluja ja prosesseja - koneistustehokkuuden vähentämistä ja kustannusten lisäämistä.
Luokan 3 titaani hyödyntää puhtaan titaanin luontaisia ominaisuuksia ja saavuttaa tasapainon lujuuden ja käytännöllisyyden välillä tarjoamalla seuraavat keskeiset edut:
Tasapainoinen vahvuus ja ulottuvuus: CP -titaaniluokkien joukossa luokan 3 lujuus on korkeampi (370–480 MPa satolujuus) kuin asteen 1 ja luokan 2, säilyttäen samalla hyvä taipuisuus (15% –25%: n pidennys). Tämä tasapaino antaa sen täyttää sekä rakenteelliset kuormitusvaatimukset että muotoilutarpeet (esim. Hitsaus, taonta, taivutus), mikä tekee siitä ihanteellisen monimutkaiselle - muotoiltuille komponenteille, kuten lääketieteellisten laitteiden koteloille ja kemiallisille putkistoille.
Erinomainen korroosionkestävyys: Luonnollisissa ympäristöissä (ilmakehässä, makeassa vedessä), meriympäristöissä (merivedessä, suola sumutus) ja useimmissa teollisissa väliaineissa (laimennettu rikkihappo, laimennettu suolahappo, orgaaniset hapot), luokan 3 titaani muodostaa tiheän, stabiilin titaanidioksidin (TiO₂) passiivisen kalvon pinnalleen. Tämä kalvo estää syövyttävien väliaineiden tunkeutumisen, mikä antaa sille huomattavasti ylivoimaisen korroosionkestävyyden hiiliteräkselle ja ruostumattomalle teräkselle. Sitä käytetään laajasti meriosaissa, suolanpoistolaitteissa ja kemiallisissa varastosäiliöissä.
Ylivoimainen biologinen yhteensopivuus: Puhdas titaani on ei - myrkyllinen, - allergeeninen ja erittäin yhteensopiva ihmisen kudosten (luut, lihakset) kanssa, aiheuttamatta immuunijärjestelmää. Luokan 3 titaania käytetään siksi laajasti lääkinnällisissä laitteissa, kuten ortopedisissa implantteissa (ruuvit, luolevyt) ja hammasimplanttien tuet.
Matala tiheys ja korkea spesifinen lujuus: Titaniumin tiheys on noin 4,51 g/cm³ - vain 56% teräksen tiheys ja 45% kuparin tiheys. Vaikka luokan 3 titaanin erityinen lujuus (lujuus - - - tiheyssuhde) on alhaisempi kuin titaaniseosten, se ylittää edelleen hiiliteräksen ja ruostumattoman teräksen. Tämä tekee siitä sopivan kevyisiin sovelluksiin (esim. Kannettavat lääketieteelliset laitteet, pienet merikomponentit), joissa rakenteellisen painon vähentäminen on kriittistä.
Erinomainen matala - lämpötilan sitkeys: Puhtaalla titaanilla ei ole ductive - hauras siirtymälämpötila. Luokan 3 titaani ylläpitää melkein muuttumattoman sitkeyden lämpötila -alueella - 253 asteesta (nestemäinen vetylämpötila) huoneenlämpötilaan välttäen haurasta murtumista, joka vaivaa hiiliterästä alhaisissa lämpötiloissa. Se on siis hyvin -, joka sopii kryogeeniseen tekniikkaan, kuten nestemäisen kaasun varastosäiliöihin ja matalan lämpötilan putkistoihin.
