Mitkä ovat luokan 3 titaani - Tiedon ominaisuudet

1. Mitkä ovat luokan 3 titaanin ominaisuudet?

Grade 3 titaani, joka tunnetaan myös nimellä kaupallisesti puhdas titaani (CP Ti) Grade 3, on keskivahva{2}}seostamaton titaanilaatu, joka tasapainottaa mekaanista suorituskykyä ja prosessoitavuutta. Sen tärkeimmät ominaisuudet ovat seuraavat:

Kemiallinen koostumus: Se koostuu yli 99 % puhtaasta titaanista, ja siinä on pieniä epäpuhtauksia, kuten rautaa (max 0,30 %), hiiltä (max 0,10 %), typpeä (max 0,05 %), vetyä (max 0,015 %) ja happea (max 0,35 %). Hallittu happipitoisuus on ensisijainen tekijä, joka erottaa sen heikomman-lujuuden 1 ja 2 titaanista.

Mikrorakenne: Sillä on kuusikulmainen tiiviisti{0}}pakattu (HCP) kiderakenne (alfafaasi) huoneenlämmössä. Tämä rakenne antaa sille hyvän taipuisuuden ja muovattavuuden säilyttäen samalla vahvemman lujuuden kuin alfa-faasiluokan 1/2 titaani.

Korroosionkestävyys: Sillä on erinomainen korroosionkestävyys erilaisissa ympäristöissä, mukaan lukien merivesi, meriilmakehä, laimeat hapot (esim. rikkihappo, suolahappo alhaisina pitoisuuksina) ja useimmat orgaaniset yhdisteet. Sen passiivinen oksidikalvo (TiO₂) muodostuu nopeasti ja on vakaa, mikä estää hapettumisen.

Fyysiset ominaisuudet: Sen tiheys on noin 4,51 g/cm³ (noin 56 % teräksen tiheydestä), sulamispiste 1668 astetta (3034 astetta F) ja hyvä lämmönjohtavuus (17 W/m·K 25 asteessa) ja sähkövastus (420 nΩ·m 25 asteessa).

Prosessoitavuus: Se voidaan valmistaa helposti yleisillä metallintyöstöprosesseilla, kuten kylmävalssaamalla, takomalla, hitsaamalla ja koneistamalla. Kuitenkin sen korkeampi lujuus kuin Grade 1/2 voi vaatia hieman enemmän voimaa kylmämuovauksen aikana.

2. Mikä on luokan 3 titaanin mekaaninen lujuus?

Mekaanisella lujuudella tarkoitetaan materiaalin kykyä vastustaa ulkoisia voimia ilman muodonmuutoksia tai murtumia. Luokan 3 titaani luokitellaan akeskivahvuus-kaupallisesti puhdasta titaania, jonka lujuusaste on alemman-lujuusluokan 1/2 ja korkeamman-lujuusluokan 4 titaanin välissä. Sen tyypilliset mekaaniset lujuusominaisuudet (ASTM B265:n mukaan, titaanilevyjen, -levyjen ja -nauhojen standardi) kvantifioidaan tärkeimmillä indikaattoreilla, kuten vetolujuus, myötöraja ja venymä, kuten alla olevassa taulukossa on kuvattu.

Mekaaninen ominaisuus	Tyypillinen arvo (huoneen lämpötila)	ASTM B265 -vähimmäisvaatimus	Yksikkö
Vetolujuus (UTS)	650 – 750	550	MPa
Tuottovoima (0,2 % offset)	550 – 650	485	MPa
Venymä (50 mm)	15 – 20	12	%

Vetolujuus: Suurin jännitys, jonka materiaali voi kestää ennen rikkoutumista. Grade 3:n vetolujuus (650–750 MPa) on huomattavasti korkeampi kuin luokan 2 (450–550 MPa), joten se soveltuu sovelluksiin, jotka vaativat suurempaa kuormitusta{7}}.

Taipuisuus lujuudella: Toisin kuin eräät -lujat metalliseokset, luokka 3 säilyttää hyvän sitkeyden (15–20 % venymä), jolloin se imee energiaa ja vastustaa hauraita murtumia dynaamisissa tai -iskukuormitetuissa skenaarioissa.

info-447-449 info-445-443

info-445-443 info-447-448

3. Mikä on luokan 3 titaanin myötöraja?

Myötön voimakkuus (erityisesti0,2 %:n myötölujuuden siirtymä) on jännitys, jossa materiaalin pysyvä muodonmuutos on 0,2 % (plastisen muodonmuutoksen standardikynnys). Luokan 3 titaanille tämä ominaisuus on kriittinen suunniteltaessa komponentteja, jotka vaativat kestävyyttä pysyvälle muodonmuutokselle työkuormituksen alaisena.

Tyypilliset ja vakiovaatimukset:

ASTM B265:n mukaan luokan 3 titaanin myötölajuuden vähimmäispoikkeama on 0,2 %485 MPa.

Käytännön tuotannossa tyypilliset myötöraja-arvot vaihtelevat550 MPa - 650 MPa(riippuen käsittelyolosuhteista, kuten kylmätyöstö tai hehkutus).

Tuottovoimaan vaikuttavat tekijät:

Happipitoisuus: Happi toimii kiinteänä-liuosvahvistimena titaanissa. Grade 3:n korkeampi happiraja (max 0,35 %) verrattuna luokkaan 2 (max 0,25 %) vaikuttaa suoraan sen korkeampaan myötörajaan.

Kylmä työ: Kylmätyöstön asteen lisääminen (esim. valssaus, veto) nostaa myötölujuutta. Esimerkiksi kylmämuokatun luokan 3 arkin myötölujuus voi olla 650 MPa, kun taas hehkutetun levyn (lämmitetty jännityksen lievittämiseksi) myötölujuus voi olla lähempänä 550 MPa.

Lämpötila: Myötölujuus laskee hieman korkeissa lämpötiloissa. 300 asteessa se voi pudota noin 450–500 MPa:iin, mutta pysyy vakaana alle 200 asteessa, joten se soveltuu kohtalaisiin-lämpötiloihin.