מדריך בחירה לטיטניום דרגה 2

Gr2 (CP Ti)הפך להיות הנפוץ ביותר בתחומים-מתקדמים בשל הביצועים המאוזנים, יכולת הסתגלות העיבוד המצוינת ויעילותו-העלות. ישנן מספר רב של דרגות סגסוגת טיטניום, כיצד לקבוע במדויק אם Gr2 עומד בדרישות ולהימנע מלהיקלע לאי הבנות בבחירה?

 

 

עמידות בפני קורוזיה: זה יכול ליצור סרט צפוף,-מתרפא מעצמו של תחמוצת טיטניום על פני השטח. יש לו עמידות טובה יותר בפני קורוזיה, יישום נרחב בהנדסה ימית (צינורות, מחברים) והנדסה כימית (ספינות כורים, צינורות הולכה).

 

מאפיינים מכניים: חוזק מתיחה הוא 370-480MPa. חוזק התפוקה הוא 275MPa, וההתארכות היא 20%-25%. למרות החוזק שלו נמוך מזה של Gr5, יש לו קשיחות יוצאת דופן. הוא מתאים לעזרי השתלות שיניים רפואיות (נושאות כוח סגר + עיבוד פלסטי) ומחלפי חום (עמידות בפני פיצוח מתח תרמי).

 

תאימות ביולוגית ומוליכות תרמית: הוא אינו מכיל אלמנטים מזיקים ובעל תאימות ביולוגית מעולה והוא מתאים להשתלות אורטופדיות ושיקום שיניים. עם מוליכות תרמית של 16.3W/(m·K), הוא יכול לענות על צורכי הבידוד התרמי של תעופה וחלל ותחומים אחרים.

 

 

1. תהליך חישול

טמפרטורת החישול של Gr2 היא 800-950 מעלות. זה דורש בקרת טמפרטורה כדי למנוע התגבשות גרגרים. פרזול יכול לעדן גרגירים, לשפר את הצפיפות ולשפר את אחידות התכונות המכניות, מה שהופך אותו למתאים לפריצות מורכבות כגון ליבות שסתומים. לאחר חישול, חישול הפגת מתח מתבצע על ידי החזקה ב-600-700 מעלות ואחריו קירור אוויר כדי להעלים מתח ולהחזיר את הפלסטיות.

 

2. תהליך ריתוך

ל-Gr2 יכולת ריתוך טובה וניתן לרתך בשיטות כמו TIG ו-MIG. ריתוך מחייב שימוש בגז ארגון בטוהר של יותר מ-99.99% או שווה ל-99.99% להגנה על מנת למנוע מטיטניום להגיב בטמפרטורות גבוהות ליצירת תרכובות שבירות. חישול הפגת מתחים מומלץ לאחר הריתוך כדי להפחית את הלחץ השיורי ולמנוע סדקים.

 

3. תהליכי חיתוך וגיבוש

ל-Gr2 יש קושי חיתוך בינוני. בשל המוליכות התרמית הירודה שלו, יש לבחור בכלי קרביד צמנט, יחד עם מהירות חיתוך נמוכה, קצב הזנה גדול ונוזל קירור מספיק. הפלסטיות הגבוהה שלו הופכת אותו למתאים לעבודה קרה כמו הטבעה וכיפוף ללא חימום מוקדם מורכב, מה שמפחית עלויות.

 

תצוגת סרגלי טיטניום Gr1, Gr2, Gr3, Gr4, Gr5, Gr7

 

 

ל-Gr5 (Ti-6Al-4V), כסגסוגת הטיטניום הנפוצה ביותר, יש חוזק גבוה בהרבה מ-Gr2 והיא משמשת לעתים קרובות בתחומים מתקדמים כגון תעופה וחלל. עם זאת, בתרחישים רבים, היתרונות הייחודיים של Gr2 הופכים אותו לבחירה טובה יותר.

 

השוואה	Gr2 (CP Ti)	Gr5 (Ti-6Al-4V)
יתרון בעלויות	עלות-יעילות גבוהה יותר, עלות החומר היא 1/2~2/3 מ-Gr5, מה שמשפר משמעותית את התחרותיות בשוק המוצרים	מכיל יסודות סגסוגת אלומיניום ונדיום, תהליכי התכה ועיבוד מורכבים, העלות היא פי 1.5~2 מזו של Gr2
קושי בעיבוד	חוזק נמוך וגמישות גבוהה, תהליכי חיתוך / ריתוך / יצירה קרה פשוטים; חיי כלי עבודה ארוכים, שיעור גרוטאות ייצור נמוך ואובדן עיבוד	חוזק וקשיות גבוהים, בלאי חמור של הכלים במהלך חיתוך, בקרה קפדנית על פרמטרי ריתוך, חימום מוקדם הנדרש ליצירה קרה, מחזור עיבוד ארוך ועלות גבוהה
עמידות בפני קורוזיה ותאימות ביולוגית	1. יציב יותר במדיה כגון חומצה גופרתית מדוללת וכלור רטוב; 2. הרכב טיטניום טהור, תאימות ביולוגית אמינה	1. עמידות בפני קורוזיה טובה, אך אלמנטים סגסוגים עשויים להפחית את עמידות בפני קורוזיה בסביבות ספציפיות; 2. מכיל יסוד ונדיום, אשר עשוי להיות בעל השפעות אפשריות על חלק מגופי האדם
ביצועי טמפרטורה{{0} נמוכים	אין ירידה משמעותית בגמישות ובקשיחות בטמפרטורת חנקן נוזלי (-196 מעלות), תכונות מכניות יציבות	עלול לחוות שבירות מוגברת בסביבות-בטמפרטורה נמוכה
תרחישים ישימים	צינורות כימיים, מכשור רפואי אזרחי, שתלים רפואיים (שתלים דנטליים, שתלים אורטופדיים קטנים), ציוד אחסון בטמפרטורה-נמוכה, הנדסת קירור	חלקי מבנה תעשייתיים הדורשים חוזק גבוה, רכיבי תעופה וחלל, חלקים מכניים כבדים- וכו'.

 

 

רודף בעיוורון אחר חוזק גבוה: בתרחישים שאינם דורשים חוזק גבוה במיוחד (כגון כלי כימי ועיבוד מזון1.equipment), החוזק של Gr2 מספיק. בחירה בדרגות חוזק- גבוהות כגון Gr5 תגדיל את העלויות, תעלה את קשיי העיבוד ותגרום לבזבוז.

 

2. התעלמות מההתאמה בין עיבוד לחומרים: ל-Gr5 ביצועים גרועים של יצירת קור, והבחירה בו עבור הטבעה מורכבת וחלקים מרותכים נוטה להיסדק. ל-Gr2 פלסטיות טובה, מתאים לתהליכי עיבוד וריתוך בקור שונים ומתאים יותר לצרכי עיבוד מורכבים.

 

3. להכירGr2 בתור "כל-מטרה" בעמידות בפני קורוזיה: Gr2 מתאים רק לסביבות קורוזיביות קונבנציונליות ולא ניתן להשתמש בו בתרחישים קורוזיביים במיוחד, כמו חומצה חנקתית מרוכזת וחומצה הידרופלואורית. עבור סביבות קשות, יש לבחור בדרגות עמידות בפני קורוזיה- מיוחדות כגון Gr7 ו-Gr12.

 

4. הזנחת האיזון בין עלות לביצועים: עבור העלות, Gr5 הוא הרבה יותר גבוה מ-Gr2. הבחירה צריכה לאזן בין דרישות-ותעלות. בתרחישים כמו מכשור רפואי אזרחי, היתרונות והיתרונות של Gr2 מספיקים כדי לענות על הצרכים, ואין צורך לבחור בדרגות-במחיר גבוה.