سیستم گرید تیتانیوم ASTM بزرگترین در بازار جهانی تیتانیوم است و پایه و اساس خرید، تولید و کاربرد مهندسی بین المللی است که همچنین در صنایع هوافضا، شیمیایی، دارویی، مکانیکی و سایر صنایع عمده شناخته شده است. در این میان گرید ASTM 2 (تیتانیوم خالص صنعتی) و گرید 5 (Ti-6Al-4V) و گرید 23 (Ti-6Al-4V ELI) پرفروش ترین و پرکاربردترین گریدها هستند. تفاوت در ترکیب و ناخالصی ها بر خواص مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد پردازش تأثیر می گذارد. از این رو، انتخاب صحیح برای ایمنی مهندسی، هزینه و طول عمر کشتی ضروری است.
تیتانیوم خالص درجه 2 ASTM یک فلز خالص غیرآهنی-است که پرکاربردترین گرید تیتانیوم تجاری است. ناخالصی های اصلی عبارتند از آهن (کمتر یا مساوی 0.30%)، اکسیژن (کمتر یا مساوی 0.20%)، نیتروژن (کمتر یا مساوی 0.03%)، کربن (کمتر یا مساوی 0.08%). سطح ناخالصی پایین تر، مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری خوبی را برای آن فراهم می کند. مانند سایر گریدهای تیتانیوم، استحکام متوسطی دارد، اما پایدارتر و جوش‌پذیرتر است. این ماده به سادگی به صفحات، لوله ها، میله ها و تمام اشکال مختلف برای کاربردهای مختلف تبدیل می شود.
گرید 2 به دلیل مقاومت در برابر خوردگی، محبوب ترین گرید تیتانیوم برای صنایع شیمیایی، دریایی و نفت و گاز است. این به طور گسترده در مبدل های حرارتی، راکتورها، خطوط لوله، دریچه ها استفاده می شود و می تواند در برابر خوردگی توسط رسانه هایی مانند غلظت کم/متوسط اسیدهای هیدروکلریک و سولفوریک مقاومت کند و کمتر از خوردگی حفره ای یا شکافی رنج می برد. در مهندسی دریایی، در نمک‌زدایی آب دریا و خطوط لوله اقیانوس با طول عمر-بیش از 20 سال، بسیار بهتر از فولاد ضد زنگ است. در عین حال، این ماده مطابق با استانداردهای بهداشتی مواد غذایی و پزشکی است و می تواند در مخازن تحت فشار و ماشین آلات پردازش مواد غذایی استفاده شود. استحکام کششی آن 345-450 مگاپاسکال است، استحکام تسلیم حدود 275 مگاپاسکال است، و ازدیاد طول بیشتر یا مساوی 20 درصد است و می تواند در فشار و دمای اتاق پایدار حرکت کند. این مقرون به صرفه ترین درجه تیتانیوم است.
درجه 5 محبوب ترین و شناخته شده ترین آلیاژ تیتانیوم است ([Ti-6Al-4V] "پادشاه آلیاژهای تیتانیوم"). عناصر تشکیل دهنده آن Al (آلومینیوم): 5.5٪ -6.75٪، V (وانادیم): 3.5٪ -4.5٪، Ti (تیتانیوم): بقیه. آلیاژی از نوع + است که هم استحکام و هم انعطاف پذیری دارد. هم خواص مکانیکی بهتری نسبت به تیتانیوم خالص دارد و هم پردازش آن نسبت به سایر آلیاژهای تیتانیوم با استحکام کمتر دشوار است، بنابراین برای قطعاتی که بارهای ساختاری را حمل می کنند قابل استفاده است.
استحکام کششی ماده بیشتر یا مساوی 930 مگاپاسکال، استحکام تسلیم بیشتر یا مساوی 860 مگاپاسکال، ازدیاد طول بیشتر یا مساوی 10 درصد است و استحکام خستگی حدود 420 مگاپاسکال (حدود دو برابر درجه 2) است. این می تواند بارهای بالا و متناوب را تحمل کند و در عین حال مقاومت خوبی در برابر خوردگی حفظ کند. در صنعت هوانوردی، استفاده از آن بیش از 70 درصد از مواد تیتانیوم هواپیما را تشکیل می دهد که برای ارابه فرود، اتصالات بال و اجزای موتور بوئینگ 787 و چین C919 استفاده می شود. در زمینه مهندسی شیمی، می‌توان از آن برای راکتورهای{10}فشار بالا و خطوط لوله سنگین{11}}استفاده کرد. در ساخت مکانیکی، برای قالب های دقیق مناسب است. اگرچه قیمتی بالاتر از تیتانیوم خالص دارد، اما اثربخشی هزینه{13} جامع آن فوق العاده است.
ASTM Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) نسخه عنصر کم شکاف درجه 5 است ("ELI" به معنای عنصر شکاف بسیار کم است). با این حال، کنترل دقیق تری بر ناخالصی ها دارد: اکسیژن کمتر یا مساوی 0.13٪، آهن کمتر یا مساوی 0.25٪، هیدروژن کمتر یا برابر با 0.012٪. همچنین بهبودهای قابل توجهی در چقرمگی، استحکام ضربه و زیست سازگاری ارائه می‌کند و در عین حال استحکام و مقاومت در برابر خوردگی درجه 5 را حفظ می‌کند.
درجه 23 دارای حداقل استحکام کششی 860 مگاپاسکال، حداقل استحکام تسلیم 795 مگاپاسکال، حداقل کشیدگی 14 درصد، حداقل چقرمگی ضربه 60 ژول (تقریباً 50 درصد بیشتر از درجه 5) و مقاومت بهتر در برابر شکست شکننده است. محتوای ناخالصی بسیار کم آن را غیر سمی، ضد حساسیت و سازگاری خوبی با بافت های بیولوژیکی می کند، بنابراین می توان از آن در زمینه های کاشت پزشکی مانند مفاصل مصنوعی، ایمپلنت های دندانی و استنت ها استفاده کرد. در عین حال، در تجهیزات{10}دقیق بالا مانند اجزای نیمه هادی و حسگرهای هوانوردی نیز استفاده می شود. اما فرآیند تولید آن مستلزم استانداردهای سختگیرانه و هزینه بالاتر از درجه 5 است.
هنگام انتخاب مواد خرید، درجه 2 برای شرایط خورنده معمولی و بار کم توصیه می شود. درجه 5 برای سازه های شیمیایی هوافضا و بار بالا توصیه می شود. ایمپلنت‌های پزشکی و دستگاه‌های{2}با دقت بالا باید از درجه 23 استفاده کنند. انتخاب مناسب می‌تواند کیفیت را تضمین کند، هزینه‌ها را کنترل کند و از تلفات جلوگیری کند، که یک پیوند کلیدی در تهیه تیتانیوم است. با رشد تقاضای صنعتی، استفاده از این سه نوع گرید گسترده تر خواهد شد و بهبود عملکرد و بهبود فرآیند همچنان کانون توسعه آینده خواهد بود.
درخواست یک نقل قول
ایمیل:bjcxtitanium@gmail.com
واتساپ:+8613571718779
