Priodweddau Mecanyddol: Gwybodaeth - Titaniwm Pur Gr1 a Gr2

Beth Yw'r Gwahaniaethau mewn Priodweddau Mecanyddol Rhwng Titaniwm Pur Fasnachol Gradd 1 a Gradd 2?

Mae Gradd 1 (Gr1) a Gradd 2 (Gr2) yn ddau o'r graddau titaniwm pur fasnachol (CP-Ti) a ddefnyddir amlaf, a ddiffinnir gan safon ASTM B265. Er bod y ddau yn rhannu manteision craidd titaniwm (dwysedd isel, biocompatibility rhagorol, a gwrthiant cyrydiad), mae eu priodweddau mecanyddol yn amrywio'n sylweddol oherwydd amrywiadau mewn cynnwys elfen ryngstitaidd (ocsigen a haearn yn bennaf), sy'n effeithio'n uniongyrchol ar gryfder, hydwythedd, caledwch a ffurfadwyedd. Isod mae cymhariaeth fanwl o'u priodweddau mecanyddol a'u goblygiadau ymarferol:

1. Cyfansoddiad Cemegol Craidd Sbardunau Gwahaniaethau mewn Eiddo

Mae'r gwahaniaeth allweddol rhwng Gr1 a Gr2 yn gorwedd yn eu terfynau amhuredd interstitial, fel y nodir gan ASTM B265:

Gradd 1: Isafswm purdeb titaniwm o 99.5%, gyda chyfyngiadau llym ar elfennau interstitial: ocsigen (Llai na neu'n hafal i 0.18%), haearn (Llai na neu'n hafal i 0.20%), carbon (Llai na neu'n hafal i 0.08%), nitrogen (Llai na neu'n hafal i 0.03%), a hydrogen (Llai na neu'n hafal i 0.01%). Ei gynnwys rhyngraniadol hynod-yw'r prif reswm dros ei hydwythedd unigryw.

Gradd 2: Isafswm purdeb titaniwm o 99.2%, gyda chynnwys interstitial ychydig yn uwch: ocsigen (0.18-0.25%), haearn (Llai na neu'n hafal i 0.30%), carbon (Llai na neu'n hafal i 0.08%), nitrogen (Llai na neu'n hafal i 0.03%), a hydrogen (Llai na neu'n hafal i .0.015%) Mae'r cynnydd cymedrol mewn ocsigen a haearn yn gwella ei gryfder tra'n cadw hydwythedd da.

info-447-447 info-447-448

info-447-448 info-445-444

2. Cymhariaeth Fanwl o Nodweddion Mecanyddol Allweddol

(1) Cryfder Tynnol a Chryfder Cynnyrch

Cryfder tynnol a chynnyrch yw'r gwahaniaethwyr amlycaf rhwng Gr1 a Gr2, gan fod elfennau rhyngosodol (yn enwedig ocsigen) yn gweithredu fel atgyfnerthwyr toddiant solet mewn titaniwm:

Gradd 1

Cryfder tynnol (tymheredd ystafell): 240–310 MPa (35–45 ksi)

Cryfder cynnyrch (gwrthbwyso 0.2%, tymheredd ystafell): Yn fwy na neu'n hafal i 170 MPa (25 ksi)

Mae ei gryfder isel yn deillio o'r caledu rhyngosodol lleiaf posibl, sy'n golygu mai hwn yw'r gwannaf ymhlith yr holl raddau CP-Ti.Gradd 2

Cryfder tynnol (tymheredd ystafell): 275–370 MPa (40–54 ksi)

Cryfder cynnyrch (gwrthbwyso 0.2%, tymheredd ystafell): Yn fwy na neu'n hafal i 210 MPa (30 ksi)

Mae'r cynnwys ocsigen uwch yn cynyddu ei gryfder cynnyrch tua 23.5% a chryfder tynnol 14.6-19.4% o'i gymharu â Gr1, gan ddarparu uwchraddiad cryfder nodedig tra'n osgoi embrittlement gormodol.

(2) Hydwythedd a Ffurfioldeb

Mae hydwythedd (wedi'i fesur yn ôl ymestyn a lleihau arwynebedd) yn gysylltiedig yn wrthdro â chynnwys rhyngosodol, felly mae Gr1 yn perfformio'n well na Gr2 yn hyn o beth:

Gradd 1

Elongation (mewn hyd mesurydd 50 mm): Mwy na neu'n hafal i 24% (hyd at 30% ar gyfer deunydd annealed)

Lleihau arwynebedd: Yn fwy na neu'n hafal i 30%

Mae ei hydwythedd eithriadol yn galluogi gweithrediadau ffurfio oer cymhleth (ee, lluniadu dwfn, plygu gyda radiysau tynn, a nyddu) heb gracio neu galedu'n ormodol. Mae hefyd yn hynod weldadwy, gyda chymalau weldio yn cadw'r rhan fwyaf o hydwythedd y metel sylfaen.

Gradd 2

Elongation (mewn hyd mesurydd 50 mm): Mwy na neu'n hafal i 20% (cyflwr anelio)

Lleihau arwynebedd: Mwy na neu'n hafal i 25%

Er ei fod yn dal yn ddigon hydwyth ar gyfer y prosesau ffurfio mwyaf cyffredin (ee, plygu rholio, ffurfio gwasg), mae gan Gr2 elongation is a lleihad arwynebedd na Gr1. Mae angen ychydig mwy o rym ffurfio ac efallai y bydd angen camau anelio canolradd ar gyfer siapiau hynod gymhleth i leddfu caledu gwaith. Mae ei weldadwyedd yn parhau i fod yn ardderchog, er bod hydwythedd cymalau wedi'u weldio ychydig yn is na weldiadau Gr1.

(3) Caledwch

Mae caledwch yn cyfateb i gryfder a chynnwys rhyngosodol, gan arwain at fwlch clir rhwng y ddwy radd:

Gradd 1: caledwch Brinell (HB) o 60–80; Caledwch Rockwell B (HRB) o 60–70

Gradd 2: caledwch Brinell (HB) o 70–90; Caledwch Rockwell B (HRB) o 70–80Mae'r cynnydd o 10-15 HB yn Gr2 yn adlewyrchu ei gynnwys a'i gryfder rhyng-raniadol uwch, gan ei wneud yn fwy ymwrthol i abrasiad arwyneb na Gr1 ond yn llai hydrin.

(4) Blinder a Chaledwch Effaith

Nerth blinder

Gradd 1: Terfyn dygnwch (10⁷ cylchred, tymheredd ystafell) o ~110–130 MPa (16–19 ksi)

Gradd 2: Terfyn dygnwch o ~130–150 MPa (19–22 ksi)Mae cryfder cynnyrch uwch Gr2 yn gwella ei wrthwynebiad blinder, gan ei gwneud yn fwy addas ar gyfer cymwysiadau llwyth deinamig (ee, caewyr morol, tiwbiau cyfnewidydd gwres o dan bwysau cylchol).

Cadernid effaith

Mae gan Radd 1 wydnwch Charpy V-ric (CVN) uwch (Yn fwy na neu'n hafal i 30 J ar dymheredd ystafell) oherwydd ei gynnwys rhyngosodol is, sy'n lleihau embrittled.

Mae gan Radd 2 wydnwch CVN ychydig yn is (Yn fwy na neu'n hafal i 25 J ar dymheredd ystafell) ond mae'n dal i gynnal caledwch da ar gyfer y rhan fwyaf o gymwysiadau strwythurol a phroses, heb unrhyw drawsnewid brau sylweddol ar dymheredd uwch na -50 gradd.

3. Goblygiadau Ymarferol Gwahaniaethau mewn Eiddo

Ceisiadau Gradd 1: Delfrydol ar gyfer senarios sy'n blaenoriaethu hydwythedd a ffurfadwyedd dros gryfder, megis:

Pibellau cemegol waliau tenau a thanciau ar gyfer trin cyfryngau cyrydol ysgafn (asidau gwanedig, dŵr croyw)

Cydrannau biofeddygol sy'n gofyn am gydymffurfiaeth uchel (ee, mewnblaniadau llawfeddygol hyblyg, ategweithiau deintyddol)

Cydrannau awyrofod wedi'u ffurfio'n oer (ee, cromfachau ysgafn gyda geometregau cymhleth)

Ceisiadau Gradd 2: Yn cael ei ffafrio ar gyfer cymwysiadau sy'n cydbwyso cryfder, hydwythedd, a gwrthiant cyrydiad, gan gynnwys:

Strwythurau morol ac alltraeth (cyfnewidwyr gwres dŵr môr, cladin corff llongau, offer dihalwyno)

Offer prosesu cemegol (adweithyddion, falfiau, pympiau ar gyfer asidau ocsideiddio a-yn cynnwys ffrydiau clorid)

Cyfnewidwyr gwres diwydiannol a llongau pwysau sy'n gweithredu o dan lwythi mecanyddol cymedrol

4. Crynodeb

Mae'r gwahaniaethau eiddo mecanyddol rhwng Gr1 a Gr2 yn cael eu gyrru gan gynnwys elfen interstitial (ocsigen a haearn). Mae Gradd 1 yn rhagori mewn hydwythedd a ffurfadwyedd, sy'n golygu mai dyma'r dewis gorau ar gyfer cymwysiadau sy'n gallu gwrthsefyll oerfel a chyrydiad llwyth isel. Mae Gradd 2 yn cynnig cryfder uwch, ymwrthedd blinder, a chaledwch tra'n cadw hydwythedd digonol, gan ei osod fel y radd CP-Ti mwyaf amlbwrpas ar gyfer achosion defnydd prosesu diwydiannol, morol a chemegol cyffredinol lle mae angen cydbwysedd o berfformiad mecanyddol a gwrthiant cyrydiad.

Priodweddau Mecanyddol: Titaniwm Pur Gr1 a Gr2