1. Priemyselný ťažný kôň: Čo je titán TA1 a ako zapadá do globálneho systému klasifikácie titánu?
TA1 je druh komerčne čistého (CP) titánu štandardizovaný podľa čínskeho systému GB/T (GB/T 2965 pre tyčinky). Je to priamy čínsky ekvivalent titánu ASTM B348 Grade 2 a ISO 5832-2 Implant Grade, čo sú najbežnejšie a najpoužívanejšie triedy čistého titánu na celom svete.
Zloženie a filozofia: Rovnako ako jeho medzinárodné náprotivky, TA1 je nelegovaný titán s minimálnym obsahom 99,0 % titánu. Jeho mechanické vlastnosti nie sú odvodené od pridaných legujúcich prvkov, ako je hliník alebo vanád, ale od malých, kontrolovaných množstiev intersticiálnych prvkov, predovšetkým kyslíka (O) a železa (Fe). Nižší obsah kyslíka má za následok vyššiu ťažnosť a nižšiu pevnosť, zatiaľ čo vyšší obsah kyslíka zvyšuje pevnosť.
Označenie „TA“: V systéme GB/T „TA“ označuje zliatinu titánu s alfa ( ) mikroštruktúrou. Komerčne čisté druhy ako TA1, TA2 a TA3 sú všetky alfa zliatiny, ktoré sa vyznačujú hexagonálnou blízko{4}}zbalenou (HCP) kryštálovou štruktúrou. Táto štruktúra im dáva vynikajúcu odolnosť proti korózii, dobrú tvárnosť a zvárateľnosť, ale nie sú tepelne-spracovateľné na vyššiu pevnosť.
Globálna ekvivalencia: Pre medzinárodné obstarávanie a dizajn sú kritické tieto ekvivalencie:
TA1 ≈ UNS R50400 / ASTM Gr2 / ISO 5832-2 Gr2
To robí z TA1 základný, globálne chápaný materiál. Jeho primárnou úlohou je poskytnúť optimálnu rovnováhu medzi odolnosťou proti korózii, vyrobiteľnosťou a cenou, pričom slúži ako predvolená trieda „priemyselného ťažného koňa“ pre širokú škálu ne-leteckých aplikácií.
2. Profil vlastností: Aké sú definujúce mechanické a fyzikálne vlastnosti titánovej tyče TA1?
Vlastnosti TA1 z neho robia prvý-výber materiálu pre nespočetné priemyselné aplikácie, kde je korózia primárnym problémom a komponent nie je vystavený extrémne vysokému namáhaniu.
Mechanické vlastnosti (typické pre žíhanú tyč podľa GB/T 2965):
Pevnosť v ťahu (Rm): väčšia alebo rovná 240 MPa (~ 35 ksi)
Medza klzu (Rp0,2): Väčšia alebo rovná 140 MPa (~ 20 ksi)
Predĺženie (A): Väčšie alebo rovné 24 %
Zníženie plochy (Z): Väčšie alebo rovné 30 %
Kľúčové fyzikálne vlastnosti:
Hustota: 4,51 g/cm³ (asi 60 % hustoty ocele)
Teplota topenia: ~1668 stupňov (3034 stupňov F)
Tepelná vodivosť: Nízka (približne 17 W/m·K). Toto je kritický faktor počas obrábania, pretože teplo sa ľahko nerozptyľuje.
Modul pružnosti: ~106 GPa (~15 000 ksi). To je asi polovica v porovnaní s oceľou, čo znamená, že TA1 je flexibilnejšia alebo „pružnejšia“.
Odolnosť proti korózii: Vynikajúca vďaka stabilnému, priľnavému a samo{0}}samoliečivému filmu oxidu (predovšetkým TiO₂), ktorý sa okamžite vytvára vo vzduchu a vode.
Dôsledky dizajnu:
Kombinácia nízkej pevnosti, ale vysokej ťažnosti znamená, že tyče TA1 nie sú vhodné pre konštrukčné rámy alebo vysoko namáhané komponenty, ako sú podvozky. Jeho vynikajúca ťažnosť ho však robí ideálnym pre zložité operácie tvárnenia za studena-, ako je napríklad rozširovanie koncov rúr alebo ohýbanie rúr. Nízky modul vyžaduje starostlivé zváženie počas obrábania a upínania, aby sa zabránilo vychýleniu a chveniu.
3. Šampión korózie: V ktorých priemyselných prostrediach TA1 Titanium Bar skutočne exceluje?
Hlavnou hodnotou TA1 je jeho výnimočná odolnosť voči širokému spektru korozívnych prostredí, pričom často prekonáva nehrdzavejúce ocele a zliatiny medi-niklu.
1. Oxidačné médium: TA1 funguje vynikajúco v prostrediach, ktoré podporujú tvorbu a stabilitu jeho pasívnej oxidovej vrstvy.
Morská voda a soľanka: Je prakticky imúnna voči korózii v morskej vode, vďaka čomu je ideálna pre pobrežné plošiny, lodné potrubia, výmenníky tepla a komponenty odsoľovacích zariadení.
Chlór a chloritany: Používajú sa v zariadeniach chlór-alkalického priemyslu na manipuláciu s mokrými roztokmi chlóru, chloritanu a chlórnanu.
Kyselina dusičná: Vykazuje vynikajúcu odolnosť voči kyseline dusičnej v širokom rozsahu koncentrácií a teplôt.
2. Prírodné prostredie:
Je úplne odolný voči jamkovej a štrbinovej korózii vo väčšine prírodných vôd, vrátane brakickej a znečistenej vody.
Má vynikajúcu odolnosť proti atmosférickej korózii, dokonca aj v priemyselnej a morskej{0}}slanej atmosfére.
3. Kľúčové obmedzenia:
Redukcia kyselín: TA1 nie je vhodný do prostredia, kde je ochranný oxidový film nestabilný a nemôže sa sám opraviť, ako napríklad v -neprevzdušňovanej kyseline chlorovodíkovej, sírovej alebo fosforečnej. V týchto prípadoch by bola potrebná trieda odolnejšia voči korózii-ako TA9 (Gr7 s Pd) alebo TA10 (Gr12 s Ni/Mo).
Suchý chlór: Bez akejkoľvek vlhkosti sa nemôže vytvoriť vrstva oxidu, čo vedie k rýchlej a prudkej korózii.
Pre veľkú väčšinu aplikácií chemického spracovania, námorníctva a výroby energie, ktoré zahŕňajú chloridy a oxidačné činidlá, poskytuje TA1 nákladovo-efektívne a dlhodobé-riešenie.
4. Výroba a spracovanie: Ako sa zvyčajne spracováva a zvára titánová tyč TA1 v priemyselných podmienkach?
Spracovateľnosť TA1 je jednou z jeho najväčších výhod, hoci si vyžaduje špecifické techniky odlišné od techník používaných pre oceľ.
Tvarovanie za tepla a za studena:
Tvarovanie za studena: TA1 je vysoko ťažný a ľahko prijíma operácie tvarovania za studena, ako je ohýbanie, valcovanie a ťahanie. Jeho nízky modul znamená, že má silný efekt spätného odpruženia, ktorý musí byť kompenzovaný pri navrhovaní nástrojov.
Tvarovanie za tepla: V prípade silnejšej deformácie sa tvarovanie za tepla vykonáva medzi 650 stupňami - 815 stupňami (1200 stupňami F - 1500 stupňami F). Tým sa znižuje napätie pri toku a minimalizuje sa spätné pruženie a vytvrdzovanie za studena.
Obrobiteľnosť:
TA1 sa považuje za „spravodlivú“ obrobiteľnosť. Jeho hlavné výzvy sú:
Odieranie a zváranie na nástroje: Má tendenciu priľnúť k okrajom rezného nástroja.
Nízka tepelná vodivosť: Teplo sa sústreďuje na reznú hranu, čo skracuje životnosť nástroja.
Osvedčené postupy: Používajte ostré,{0}}uhlové-nástroje (karbidová alebo-rýchlorezná oceľ), nižšie rezné rýchlosti, vysoké rýchlosti posuvu a veľké množstvo výkonnej chlórovanej reznej kvapaliny na minimalizáciu tepla a odierania.
zváranie:
TA1 má vynikajúcu zvárateľnosť. Najčastejšie sa zvára pomocou procesu zvárania plynovým volfrámovým oblúkom (GTAW/TIG).
Kritická požiadavka: Prísne tienenie. Roztavený titán a tepelne-ovplyvnená zóna (HAZ) musia byť chránené pred atmosférickou kontamináciou kyslíkom a dusíkom. To si vyžaduje:
Primárny argónový plynový štít na baterke.
Zadný plynový štít na ochranu chladiacej húsenice zvaru.
Často vyčistená komora alebo záložný plynový štít na koreňovej strane zvaru.
Správne zvárané spoje TA1 sú rovnako odolné proti korózii-ako základný kov a nevyžadujú tepelné spracovanie po-zváraní.
5. Priemyselné aplikácie: Kde by inžinier najčastejšie špecifikoval titánovú tyč TA1?
Titánové tyče TA1 sú špecifikované v odvetviach, kde korózne zlyhanie štandardných materiálov vedie k vysokým nákladom na údržbu, prestojom, bezpečnostným rizikám alebo kontaminácii produktu.
Chemický a spracovateľský priemysel:
Použitie: Výmenníky tepla, reaktory, destilačné kolóny, potrubné systémy a čerpadlá.
Dôvod: Na manipuláciu s chlórom, chloridmi, dusičnanmi a inými agresívnymi chemikáliami, kde by nehrdzavejúca oceľ trpela jamkovou koróziou a koróznym praskaním.
Ropa a plyn (proti prúdu a na mori):
Použitie: Potrubie, komponenty vianočných stromčekov, rúrky výmenníkov tepla na chladenie morskou vodou a stúpacie potrubia.
Dôvod: Vynikajúca odolnosť voči kyslým plynom (H₂S) a korózii morskou vodou, poskytuje dlhú životnosť v týchto kritických, ťažko{0}}{1}}prístupných prostrediach.
Generovanie energie:
Použitie: Rúry kondenzátorov a výmenníkov tepla v jadrových elektrárňach{0}} aj fosílnych palivách, najmä v elektrárňach využívajúcich na chladenie morskú vodu.
Dôvod: Odolnosť proti korózii-erózii a jamkovej korózii-vo vysokorýchlostnej morskej vode, čím sa zaisťuje spoľahlivosť a účinnosť zariadenia.
Námorníctvo a stavba lodí:
Použitie: Vrtuľové hriadele, potrubné systémy s morskou vodou, guľové ventily a výmenníky tepla na lodiach, jachtách a ponorkách.
Dôvod: Eliminácia korózie v drsnom morskom prostredí a zníženie údržby.
Galvanické pokovovanie a povrchová úprava kovov:
Použitie: Prípravky, stojany a anódové koše.
Dôvod: Odolnosť voči širokému spektru pokovovacích roztokov (napr. kyselina chrómová, síran nikelnatý) poskytuje dlhú životnosť v porovnaní s alternatívami pokovovanej ocele.
Stručne povedané, titánová tyč TA1 je základným materiálom pre priemyselnú ochranu proti korózii, ktorý sa cení pre svoj osvedčený výkon, jednoduchosť výroby a úsporu nákladov-životného cyklu v najnáročnejších prostrediach sveta.
