Kaupallisesti puhdas (CP) titaani on seoston, mikä tarkoittaa, että se sisältää vähintään 99% titaania, minimaalisilla hivenaineilla (esim. Happi, rauta, hiili, typpi, vety), jotka vaikuttavat sen ominaisuuksiin. Nämä arvosanat luokitellaan pääasiassa niiden happipitoisuuteen, mikä vaikuttaa suoraan voimaan ja taipuisuuteen. Yleisimmät CP -titaaniluokat, jotka ovat standardisoituja ASTM Internationalin kaltaisia organisaatioita, ovat:
Luokka 1: Puhtain muoto, alhaisin happipitoisuus (~ 0,18% maksimi). Se tarjoaa korkeimman taipuisuuden, sitkeyden ja korroosionkestävyyden, mutta alhaisimman lujuuden. Ihanteellinen kylmämuodostussovelluksiin, kemiallisiin prosessoihin ja joustavuutta vaativiin lääketieteellisiin implantteihin.
Luokka 2: Yleisimmin käytetty CP -luokka, jolla on hiukan korkeampi happi (~ 0,25% enimmäismäärä) kuin luokka 1. Se tasapainottaa lujuutta, ulottuvuutta ja korroosionkestävyyttä, mikä tekee siitä monipuolisen ilmailualan komponenteille, lämmönvaihtimille ja merilaitteille.
Luokka 3: Sisältää enemmän happea (~ 0,35% enimmäismäärää) kuin asteet 1 ja 2, mikä johtaa suurempaan lujuuteen, mutta vähentyneen taipuisuus. Käytetään sovelluksissa, jotka tarvitsevat suurempaa vetolujuutta, kuten lentokoneiden osia ja teollisuuslaitteita.
Luokka 4: Vahvin CP -luokka, jolla on suurin happipitoisuus (~ 0,40% maksimi). Se uhraa jonkin verran taipuisuutta lisääntyneelle lujuudelle, joka sopii korkean stressikomponenteille, kuten paineastialle ja rakenteellisille osille aggressiivisissa ympäristöissä.
Muihin vähemmän yleisiin CP -asteisiin (esim. Aste 7, luokka 11) sisältävät pienet palladiumin lisäykset korroosionkestävyyden parantamiseksi erittäin happamissa ympäristöissä, mutta nämä ovat teknisesti "seostettuja" variantteja CP -titaanin.
"Korkeimman laadun" titaanin määritelmä riippuu täysin sovelluksesta, koska "laatu" määritetään sen perusteella, kuinka hyvin titaaniluokka tai seos täyttää erityiset suorituskykyvaatimukset (esim. Vahvuus, korroosionkestävyys, lämmönkestävyys, biologinen yhteensopivuus). Tietyt arvosanat kuitenkin erottuvat kriittisissä, korkean suorituskyvyn skenaarioissa:
Lujuuden ja lämmönkestävyyden vuoksi: Titanium-luokka 5 (Ti-6Al-4V) pidetään usein kultastandardina. Tämä seos (6% alumiini, 4% vanadiinia) tarjoaa poikkeuksellisen lujuus-painosuhteen, säilyttää lujuuden korkeissa lämpötiloissa (jopa 400 asteeseen /752 astetta F) ja sillä on hyvä korroosionkestävyys. Sitä käytetään laajasti ilmailu- ja lentokonekehykset, moottorin osat), lääketieteellisissä implantteissa ja korkean suorituskyvyn urheilulaitteissa.
Äärimmäisen lämmön ja lujuuden vuoksi: Titaaniseokset, kuten TI-6Al-2SN-4ZR-2MO (luokka 9) tai TI-10V-2fe-3Al (beetaseos) Excel sovelluksissa, jotka vaativat lujuutta yli 400 asteen lämpötiloissa, kuten suihkumoottorin komponentit.
Korroosionkestävyyden suhteen: Kaupallisesti puhdas luokka 2 tai luokka 7 (CP -titaani palladiumin kanssa) ovat parempia erittäin syövyttävissä ympäristöissä, kuten kemiallisen prosessoinnin tai meren sovellusten, joissa resistenssi hapoille tai suolavedelle on kriittinen.
Bioyhteensopivuuden kannalta: CP -luokka 2 ja luokka 5 ovat suositeltavia lääkinnällisissä laitteissa (implantit, kirurgiset työkalut), koska niiden inertti ihmiskehossa ja kyvyssä integroida luuhun (osseointegraatio).
Yhteenvetona voidaan todeta, että "korkealaatuista" titaania ei ole yhtäkään, mutta luokkaa 5 juhlitaan usein sen monipuolisuudesta korkean suorituskyvyn teollisuudessa.
Ei, titaani ei "ruoste" perinteisessä merkityksessä. Ruoste viittaa erityisesti raudan tai teräksen muodostuvaan rautaoksidiin (Fe₂o₃), kun se altistetaan happea ja kosteutta, mikä johtaa hiutaleisiin, tuhoisaan korroosioon.
Titanium kuitenkin käy läpi erilaisen prosessin: Altistuessaan happea (jopa ilmassa tai vedessä) se muodostaa nopeasti ohut, suojaavan oksidikerroksen (titaanidioksidi, TiO₂) sen pinnalle. Tämä kerros onitseparannus-Jos naarmuuntunut tai vaurioitunut, se uudistuu melkein heti, estäen lisää korroosiota. Tämä passiivinen oksidikalvo tekee titaanista erittäin kestävän useimmille korroosiomuotoille, mukaan lukien:
Altistuminen vedelle (tuore tai suolavesi), mikä tekee siitä ihanteellisen merisovelluksiin.
Kosketus monien happojen, emäksen ja teollisuuskemikaalien kanssa.
Ilmakehän olosuhteet, koska se ei tuhoa tai hajota helposti.
Vaikka titaani ei ole täysin immuuni korroosiolle, sen vastus on paljon parempi kuin rautapohjaiset metallit. Extreme-olosuhteet, kuten väkevöity, kuuma suolahappo tai rikkihappo-Can, hajottaa hitaasti oksidikerroksen, mutta tällaiset skenaariot ovat harvinaisia useimmissa käytännöllisissä sovelluksissa. Siten titaania kuvataan usein "korroosionkestäväksi" eikä "ruostuttavaksi".
