Komerčne čistý (CP) titán je definovaný podľa jehovysoká čistota- Obsahuje ≥99% titán podľa hmotnosti, s iba stopovými množstvami „intersticiálnych nečistôt“ (predovšetkým kyslík, dusík, uhlík a vodík). Tieto nečistoty sa nepridávajú úmyselne; Namiesto toho sú počas výroby pevne kontrolované, aby sa zabránilo krehkosti alebo strate výkonu. Na modifikáciu vlastností nie sú zámerne zahrnuté žiadne ďalšie kovové prvky (napr. Hliník, vanadium).
Bežné stupne CP titánu (napr. Stupeň 1, stupňa 2, stupeň 3, stupeň 4) sa líšia hlavne obsahom kyslíka: vyššia hladina kyslíka mierne zvyšuje pevnosť, ale znižuje ťažnosť, ale materiál zostáva v jadre zásadne „čistý titán“.
Zliatina titánu je azmes: Používa titán ako základný kov („vyváženie“ zloženia), ale úmyselne zahŕňa ďalšie kovové prvky („zliatinové prvky“) na zlepšenie konkrétnych vlastností. Tieto zliatinové prvky zvyčajne tvoria 1–15% celkového zloženia a ich výber je prispôsobený cieľovým výkonnostným cieľom.
Bežné prvky na legovanie zahŕňajú:
Hliník (posilňuje materiál a stabilizuje fázu alfa -, zlepšuje vysokú - stabilitu teploty).
Vanadium (stabilizuje fázu beta -, zvyšuje húževnatosť a umožňuje tepelné ošetrenie na ďalšie posilnenie).
Cín (zvyšuje pevnosť pri zvýšených teplotách).
Molybdén (zlepšuje odolnosť proti korózii v agresívnych prostrediach, ako sú silné kyseliny).
Najčastejšie používanou zliatinou titánu je Ti - 6AL-4V (stupeň 5), ktorá obsahuje ~ 6% hliník a ~ 4% vanadium-tieto prvky transformujú jeho výkon ďaleko za výkonom čistého titánu.
Prítomnosť zliatinových prvkov vytvára dramatickú medzeru v mechanickom výkone medzi zliatinami titánu CP a titánu:
Cp titántepelné ošetrenie sa nedá výrazne posilniť. Jediným spoločným tepelným ošetrením pre čistý titán je „žíhanie“ (zahrievanie na ~ 650 - 700 ° C, potom pomalé ochladenie), ktoré zmierňuje vnútorné stresy z výroby (napr. Pracovanie za studena) a obnovuje ťažnosť -, ale nezvyšuje pevnosť. Akékoľvek zisky sily pre titán CP musia pochádzať z práce nachladnutia (napr. Valcovanie, kreslenie), čo stvrdne materiál, ale znižuje jeho ťažnosť.
Väčšina zliatin titánudôrazne reagujte na tepelné ošetrenie, umožňujúc výrobcom „vyladiť“ svoje vlastnosti pre konkrétne potreby. Najbežnejším procesom pre zliatiny ako TI-6AL-4V jeLiečba a starnutie roztoku (STA):
Zliatinu zahrievajte na teplotu v alfa - beta fázovej oblasti (napr. 920–960 ° C), aby ste rozpustili legovacie prvky do titánovej matrice.
Zhaste (rýchlo chladné), aby zachytil prvky v metastabilnom stave.
„Vek“ je to pri nižšej teplote (napr. 480–650 ° C), aby sa drasticky zvýšilo drasticky zvyšujúcu silu bez obetovania príliš veľkej húževnatosti.
Táto tepelná ošetrovateľnosť je kľúčovým dôvodom, prečo sa zliatiny titánu používajú vo výkonnostných aplikáciách High-.
CP titán máVynikajúca odolnosť proti koróziiV miernom až strednodobom prostredí, vďaka hustému, self - uzdravujúcim pasívnym filmom oxidu titánu (Tio₂) na jeho povrchu. Váže dobre v sladkovodnej, morskej vode, neutrálnych/slabých kyselinách a biokompatibilných prostrediach (napr. Medical pomôcky). Je však zraniteľný voči silným redukčným kyselinám (napr. Koncentrovaná kyselina chlorovodíková) a vysoké - prostredia oxidácie teploty (nad ~ 300 ° C), kde sa pasívny film rozpadá.
Zliatiny titánu si zachovávajú dobrú odolnosť proti korózii, ale často súprispôsobené konkrétnym agresívnym prostrediamcez legovanie:
Zliatiny s paládiom (napr. Ti - pd, stupeň 7) majú zvýšenú odolnosť proti korózii trhliny v horúcich koncentrovaných roztokoch chloridu (napr. Morská voda - chemikálií).
Zliatiny s molybdénom (napr. Ti-15MO, stupeň 13) vynikajú v silných redukčných kyselinách, ako je kyselina sírová.
Ti - 6AL - 4V (stupeň 5) má dobrý všeobecný odpor korózie, ale je o niečo menej odolný voči korózii trhliny v horúcich chloridoch ako CP Titanium-ITS Sila, ktoré sú silné výhody, ktoré prevyšujú tento kompromis pre väčšinu použitia vysokého zaťaženia.
CP titán jevysoko vytvorený, najmä nižšie - varianty stupňa, ako je stupeň 1. Jeho nízka pevnosť a vysoká ťažnosť umožňujú, aby boli studené {- prepracované do komplexných tvarov (napr. Tenké fólie, tesné {{}}} polomer, malé {{{{{}}) s minimálnym silou a nízkym rizikom prasknutia. Machináovateľnosť je mierna: jej mäkkosť znižuje opotrebenie nástroja, hoci nízka tepelná vodivosť titánu stále vyžaduje chladiace látky, aby sa zabránilo prehriatiu.
Zliatiny titánu súnemilosrdnýV porovnaní s titánom CP, najmä v ich teple - ošetreného stavu (vysoké -). Vytváranie za studena vyžaduje extrémnu silu a často pred - zahrievanie (do ~ 300–500 ° C), aby sa zabránilo štiepeniu; Komplexné tvary sa zvyčajne vyrábajú prostredníctvom kovania alebo odlievania, nie ohýbania/valcovania. Machinabilita je náročná: ich vysoká tvrdosť a nízka tepelná vodivosť spôsobujú rýchle opotrebenie nástroja, ktoré si vyžadujú špecializované nástroje karbidu, pomalé rýchlosti rezania a ťažké chladiče {{}}, vďaka čomu je obrábanie 2–3x nákladnejšie ako pre titán CP.
Náklady: Nižšie (medzi najdostupnejšie titánové materiály), pretože nevyžaduje žiadne drahé legovacie prvky a jednoduchšiu výrobu.
Žiadosti: Ideálne pre nízke - na - potreby sily, kde záleží na tvorivosti alebo čistote, napríklad:
Chemické spracovanie: Thin - Walred Tubes, nádrže pre non - agresívne tekutiny.
Zdravotnícke pomôcky: flexibilné komponenty (napr. Katéterové hriadele, chirurgické svorky).
Spotrebný tovar: dekoratívne diely (napr. Šperky, sledovacie pásy), ľahké upevňovacie prvky.
Náklady: Vyšší (2–3x drahší ako titán CP), v dôsledku zliatinových prvkov, zložitého tavenovania a zložitého obrábania/tepelného spracovania.
Žiadosti: Vyhradené pre vysoké - výkon, High - scenáre načítania, kde silu a sila - k - hmotnostné pomery sú kritické, napríklad:
Aerospace: Rámy lietadiel, čepele motora, podvozok.
Medical: Load - implantáty ložiska (napr. Výmena bedrového/kolena, miechy).
Automotive: High - Performance Parts (napr. Ventily závodných motorov, komponenty výfukových plynov).
Industrial: Ťažké - tlakové nádoby, komponenty turbíny pre výrobu energie.
