Ciri -ciri Mekanikal: GR1 dan GR2 Titanium Pure

Apakah perbezaan sifat mekanikal antara Gred 1 dan Gred 2 Titanium Tulen Komersial?

Gred 1 (GR1) dan Gred 2 (GR2) adalah dua gred Titanium Pure yang paling banyak digunakan secara komersil (CP - Ti), yang ditakrifkan oleh standard ASTM B265. Walaupun kedua -duanya berkongsi kelebihan teras titanium (ketumpatan rendah, biokompatibiliti yang sangat baik, dan rintangan kakisan), sifat mekaniknya berbeza dengan ketara disebabkan oleh variasi kandungan elemen interstisial (terutamanya oksigen dan besi), yang secara langsung memberi kesan kepada kekuatan, kemuluran, ketangguhan, dan kebolehpercayaan. Berikut adalah perbandingan terperinci mengenai sifat mekanikal mereka dan implikasi praktikal:

1. Pemacu Komposisi Kimia Teras perbezaan harta benda

Perbezaan utama antara GR1 dan GR2 terletak pada had kekotoran interstisial mereka, seperti yang ditentukan oleh ASTM B265:

Gred 1: Kesucian minimum minimum 99.5%, dengan had ketat pada unsur -unsur interstisial: oksigen (kurang dari atau sama dengan 0.18%), besi (kurang daripada atau sama dengan 0.20%), karbon (kurang daripada atau sama dengan 0.08%), nitrogen (kurang daripada atau sama dengan 0.03%) Ultra - kandungan interstitial yang rendah adalah sebab utama kemulurannya yang unik.

Gred 2: Kesucian titanium minimum 99.2%, dengan kandungan interstisial sedikit lebih tinggi: oksigen (0.18-0.25%), besi (kurang daripada atau sama dengan 0.30%), karbon (kurang daripada atau sama dengan 0.08%), nitrogen (kurang daripada atau sama dengan 0.03%) Peningkatan sederhana dalam oksigen dan besi meningkatkan kekuatannya sambil mengekalkan kemuluran yang baik.

info-447-447 info-447-448

info-447-448 info-445-444

2. Perbandingan terperinci mengenai sifat mekanikal utama

(1) kekuatan tegangan dan kekuatan hasil

Kekuatan tegangan dan hasil adalah pembezaan yang paling menonjol antara GR1 dan GR2, sebagai elemen interstisial (terutamanya oksigen) bertindak sebagai penguat penyelesaian pepejal - dalam titanium:

Gred 1

Kekuatan tegangan (suhu bilik): 240-310 MPa (35-45 ksi)

Kekuatan hasil (0.2% mengimbangi, suhu bilik): Lebih besar daripada atau sama dengan 170 MPa (25 ksi)

Kekuatannya yang rendah berpunca daripada pengerasan interstitial yang minimum, menjadikannya yang paling lemah di kalangan semua gred CP - Ti.Gred 2

Kekuatan tegangan (suhu bilik): 275-370 MPa (40-54 ksi)

Kekuatan hasil (0.2% mengimbangi, suhu bilik): Lebih besar daripada atau sama dengan 210 MPa (30 ksi)

Kandungan oksigen yang lebih tinggi meningkatkan kekuatan hasilnya dengan kira -kira 23.5% dan kekuatan tegangan sebanyak 14.6-19.4% berbanding dengan GR1, memberikan peningkatan kekuatan yang ketara sambil mengelakkan pelindung yang berlebihan.

(2) Kemuluran dan kebolehbaburan

Kemuluran (diukur dengan pemanjangan dan pengurangan kawasan) berkait rapat dengan kandungan interstisial, jadi GR1 mengatasi GR2 dalam hal ini:

Gred 1

Pemanjangan (dalam panjang tolok 50 mm): Lebih besar daripada atau sama dengan 24% (sehingga 30% untuk bahan anil)

Pengurangan kawasan: Lebih besar daripada atau sama dengan 30%

Kemuluran yang luar biasa membolehkan operasi sejuk - kompleks (contohnya, lukisan dalam, lentur dengan radii yang ketat, dan berputar) tanpa retak atau kerja mengeras secara berlebihan. Ia juga sangat boleh dikimpal, dengan sendi dikimpal mengekalkan kebanyakan kemuluran logam asas.

Gred 2

Pemanjangan (dalam panjang tolok 50 mm): Lebih besar daripada atau sama dengan 20% (keadaan anil)

Pengurangan kawasan: Lebih besar daripada atau sama dengan 25%

Walaupun masih cukup mulur untuk proses pembentukan yang paling biasa (misalnya, lentur gulung, pembentukan tekan), GR2 mempunyai pemanjangan yang lebih rendah dan pengurangan kawasan daripada GR1. Ia memerlukan sedikit daya pembentukan dan mungkin memerlukan langkah -langkah penyepuhlindapan pertengahan untuk bentuk yang sangat kompleks untuk melegakan pengerasan kerja. Keupayaannya tetap sangat baik, walaupun sendi yang dikimpal mempunyai kemuluran yang lebih rendah daripada kimpalan GR1.

(3) kekerasan

Kekerasan berkorelasi dengan kekuatan dan kandungan interstisial, yang membawa kepada jurang yang jelas antara kedua -dua gred:

Gred 1: Kekerasan Brinell (HB) 60-80; Kekerasan Rockwell B (HRB) dari 60-70

Gred 2: Kekerasan Brinell (HB) daripada 70-90; Kekerasan Rockwell B (HRB) dari 70-80Peningkatan 10-15 Hb dalam GR2 mencerminkan kandungan dan kekuatan interstisial yang lebih tinggi, menjadikannya lebih tahan terhadap lelasan permukaan daripada GR1 tetapi kurang mudah dibentuk.

(4) keletihan dan ketangguhan kesan

Kekuatan keletihan

Gred 1: Had Endurance (10⁷ kitaran, suhu bilik) ~ 110-130 MPa (16-19 ksi)

Gred 2: Had ketahanan ~ 130-150 MPa (19-22 ksi)Kekuatan hasil yang lebih tinggi daripada GR2 meningkatkan rintangan keletihannya, menjadikannya lebih sesuai untuk aplikasi beban dinamik (contohnya, pengikat laut, tiub penukar haba di bawah tekanan kitaran).

Kesan ketangguhan

Gred 1 mempunyai Charpy V - ketahanan (cvn) (lebih besar daripada atau sama dengan 30 j pada suhu bilik) disebabkan oleh kandungan interstitial yang lebih rendah, yang mengurangkan pelengkap.

Gred 2 mempunyai ketangguhan CVN sedikit lebih rendah (lebih besar daripada atau sama dengan 25 j pada suhu bilik) tetapi masih mengekalkan ketangguhan yang baik untuk kebanyakan aplikasi struktur dan proses, tanpa peralihan rapuh yang signifikan pada suhu di atas -50 darjah.

3. Implikasi permohonan praktikal terhadap perbezaan harta benda

Aplikasi Gred 1: Ideal untuk senario yang mengutamakan kemuluran dan kebolehbagaian ke atas kekuatan, seperti:

Nipis - paip kimia dinding dan tangki untuk mengendalikan media menghakis ringan (asid cair, air tawar)

Komponen bioperubatan yang memerlukan kesesuaian yang tinggi (misalnya, implan pembedahan fleksibel, abutment pergigian)

Sejuk - Komponen aeroangkasa yang dibentuk (misalnya, kurungan ringan dengan geometri kompleks)

Aplikasi Gred 2: Lebih disukai untuk aplikasi mengimbangi kekuatan, kemuluran, dan rintangan kakisan, termasuk:

Struktur laut dan luar pesisir (penukar haba air laut, pelapisan kapal kapal, peralatan penyahgaraman)

Peralatan pemprosesan kimia (reaktor, injap, pam untuk asid pengoksidaan dan klorida - yang mengandungi aliran)

Penukar haba perindustrian dan kapal tekanan yang beroperasi di bawah beban mekanikal sederhana

4. Ringkasan

Perbezaan harta mekanikal antara GR1 dan GR2 didorong oleh kandungan elemen interstisial (oksigen dan besi). Gred 1 cemerlang dalam kemuluran dan kebolehbagaian, menjadikannya pilihan utama untuk sejuk - membentuk dan rendah - beban kakisan - aplikasi tahan. Gred 2 menawarkan kekuatan yang unggul, rintangan keletihan, dan kekerasan sambil mengekalkan kemuluran yang mencukupi, meletakkannya sebagai gred CP - yang paling serba boleh untuk kes penggunaan perindustrian, laut, dan pemprosesan kimia di mana keseimbangan prestasi mekanikal dan ketahanan kakisan diperlukan.