ورق تیتانیوم ورق Ti خواص ورق آلیاژ تیتانیوم ورق تیتانیوم درجه 1 درجه 2

ورق تیتانیوم ورق Ti خواص ورق آلیاژ تیتانیوم ورق تیتانیوم درجه 1 درجه 2

مقدمه به آلیاژ های تیتانیوم:

ورق و صفحه تیتانیوم به دلیل خواص استثنایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، سبک وزن و قدرت در صنایع مختلف از هوافضا تا پردازش شیمیایی به طور گسترده ای استفاده می شود.دو نوع متداول از تیتانیوم در قالب ورق و صفحه هستند: درجه 1 و درجه 2هر دو تیتانیوم خالص تجاری هستند، اما به دلیل تغییرات در عناصر آلیاژ و سطوح خلوص آنها، خصوصیات مکانیکی آنها کمی متفاوت است.

در اینجا یک تجزیه و تحلیل از خواص و کاربردهای صفحات و صفحات تیتانیوم درجه 1 و درجه 2 وجود دارد:

صفحه تیتانیوم درجه ۱ (CP Titanium)

ترکیب: تیتانیوم خالص تجاری (99.5٪ تیتانیوم).

خواص:

• مقاومت در برابر خوردگی: درجه 1 دارای بهترین مقاومت در برابر خوردگی از تمام انواع تیتانیوم است.و محیط های غنی از کلرید.
• قدرت: درجه 1 دارای کمترین قدرت از تمام درجه های تیتانیوم است، با قدرت کششی در حدود 240-340 MPa. این بسیار انعطاف پذیر و به راحتی شکل پذیر است، اجازه می دهد تا طرح ها و برنامه های کاربردی پیچیده.
• قابلیت کار: قابلیت کار و شکل گیری عالی. به راحتی جوش داده می شود، ماشینکاری می شود و به شکل های پیچیده ساخته می شود.
• وزن: وزن کم ( چگالی 4.51 g / cm3) ، که آن را برای کاربردهایی که کاهش وزن بسیار مهم است، ایده آل می کند.
• سازگاری زیستی: غیر سمی و بسیار سازگاری زیستی، که آن را برای ایمپلنت های پزشکی و دستگاه های جراحی ایده آل می کند.

کاربردها:

• پردازش شیمیایی: در قطعات مانند مبادلات گرما، لوله کشی و دریچه ها در صنایع که با مواد شیمیایی تهاجمی برخورد می کنند استفاده می شود، زیرا در محیط های خشن در برابر خوردگی مقاومت می کند.
• دریایی: به دلیل مقاومت در برابر خوردگی آب دریا، برای بدنه قایق، پروپلر و سیستم عامل های دریایی ایده آل است.
• پزشکی: در دستگاه های پزشکی مانند ایمپلنت ها، پروتز ها و ابزار جراحی رایج است.
• معماری: در ساختمان های خارجی استفاده می شود، به ویژه در مناطق ساحلی که خوردگی یک مشکل است.

صفحه تیتانیوم درجه ۲ (تیتانیوم CP)

ترکیب: تیتانیوم خالص تجاری با 99.2٪ تیتانیوم، حاوی مقادیر کمی آهن و اکسیژن.

خواص:

• مقاومت در برابر خوردگی: درجه 2 مقاومت در برابر خوردگی کمی کمتر از درجه 1 را ارائه می دهد اما هنوز هم عالی است. در اکثر محیط ها از جمله کلریدها و آب دریا عملکرد خوبی دارد.
• قدرت: درجه 2 دارای قدرت کششی بالاتر از درجه 1 است، به طور معمول حدود 350-450 MPa.این باعث می شود آن را قوی تر و مناسب تر برای برنامه های کاربردی است که نیاز به خواص مکانیکی بالاتر در حالی که حفظ انعطاف پذیری عالی.
• قابلیت کار: قابلیت شکل گیری و ماشینکاری عالی، مشابه درجه 1، و همچنین بسیار قابل جوش است.
• وزن: هنوز سبک است، اما کمی متراکم تر از درجه 1 است، با تراکم حدود 4.51 گرم / سانتی متر.
• سازگاری زیستی: مانند درجه 1، درجه 2 نیز سازگاری زیستی دارد، که آن را برای ایمپلنت های پزشکی مناسب می کند.

کاربردها:

• صنعت شیمیایی: به طور گسترده ای برای لوله کشی، مخازن و سایر تجهیزات در معرض مواد شیمیایی خوردنی استفاده می شود.
• دریایی: اغلب برای تجهیزات زیر آب، از جمله قطعات کشتی، و همچنین در سیستم های حفاری دریایی استفاده می شود.
• هوافضا: در قطعات غیرساختی هواپیماها و فضاپیماها استفاده می شود.
• پزشکی: اغلب برای ابزارهای جراحی و ایمپلنت ها استفاده می شود.
• تولید برق: در نیروگاه های هسته ای برای مبادلات گرما و سایر اجزای محیط های خوردنی استفاده می شود.

مقایسه صفحات تیتانیوم درجه 1 و درجه 2:

تفاوت های کلیدی بین صفحات تیتانیوم درجه 1 و 2:

قدرت: تیتانیوم درجه 2 دارای قدرت کششی بالاتر در مقایسه با درجه 1 است، که آن را برای کاربردهایی که به مواد قوی تر نیاز دارند اما هنوز هم به مزایای تیتانیوم نیاز دارند، مناسب می کند.مانند مقاومت در برابر خوردگی و خواص سبک وزن.

مقاومت در برابر خوردگی: تیتانیوم درجه 1 دارای مقاومت خوردگی کمی برتر است، که آن را برای محیط های بسیار خوردگی ایده آل می کند.درجه 2 هنوز هم عملکرد عالی دارد اما ممکن است به عنوان درجه 1 در شرایط شدید مقاومت نکند.

هزینه: درجه 1 اغلب ارزان تر از درجه 2 به دلیل قدرت مکانیکی کمی کمتر و ترکیب ساده تر آن است.

کاربردهای: در حالی که هر دو درجه در طیف گسترده ای از صنایع استفاده می شود، درجه 1 اغلب برای کاربردهایی که مقاومت در برابر خوردگی مهم است (مانند پردازش دریایی و شیمیایی) استفاده می شود.و درجه 2 مورد استفاده قرار می گیرد که تعادل بین قدرت و مقاومت در برابر خوردگی مورد نیاز است (مانند هوافضا و خودرو).

صفحه های تیتانیوم بر اساس ترکیب و خواص خود به درجه های مختلف طبقه بندی می شوند. رایج ترین درجه های مورد استفاده Gr1, Gr2 و Gr5 هستند. هر درجه دارای ویژگی های منحصر به فرد است.که آنها را برای کاربردهای مختلف مناسب می کندبیایید نگاهی دقیق به هر درجه بیندازیم:

صفحه تیتانیوم درجه 1 (تیتانیوم خالص تجاری)

• ترکیب: تیتانیوم خالص (99.5٪ تیتانیوم)

• خواص:

  • مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت عالی در برابر خوردگی در طیف گسترده ای از محیط ها، از جمله کلریدها، اسید ها و آب دریا.
  • قدرت: دارای کمترین قدرت از تمام انواع تیتانیوم است اما قابلیت شکل گیری و جوشکاری عالی را ارائه می دهد.
  • وزن: سبک است، که آن را برای کاربردهایی که کاهش وزن ضروری است مناسب می کند.
  • سازگاری زیستی: بسیار سازگاری زیستی دارد، که آن را برای کاربردهای پزشکی و جراحی ایده آل می کند.

• کاربردها:

  • پردازش شیمیایی: در مبادلات گرما، راکتورها و لوله هایی که با مواد خوردنی در تماس هستند استفاده می شود.
  • دریایی: به دلیل مقاومت در برابر خوردگی در محیط های دریایی برای اجزای مانند بدن قایق و سیستم های نفتی دریایی استفاده می شود.
  • پزشکی: ایمپلنت هایی مانند ایمپلنت های دندانپزشکی و ارتوپدی، به دلیل ماهیت غیر سمی آن.
  • معماری: پوشش خارجی و سقف برای ساختمان ها، به ویژه در مناطق ساحلی که خوردگی یک مشکل است.

صفحه تیتانیوم درجه ۲ (تیتانیوم خالص تجاری)

• ترکیب: همچنین تیتانیوم خالص اما با قدرت کمی بالاتر از Gr1 (99.2٪ تیتانیوم، با مقدار کمی اکسیژن و آهن).

• خواص:

  • مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت عالی در برابر طیف گسترده ای از محیط های خوردگی، از جمله کلریدها، آب دریا و اسیدها.
  • قدرت: دارای قدرت متوسط و انعطاف پذیری خوب است که کار با آن را آسان تر می کند.
  • قابلیت کار: بسیار قابل جوش و ماشین سازی است، و این باعث می شود که یک ماده متنوع برای کاربردهای مختلف باشد.
  • سبک وزن: دارای تراکم کم است که به کاهش وزن در کاربردهای مختلف کمک می کند.

• کاربردها:

  • صنعت شیمیایی: اغلب برای لوله ها، شیرها و مبادلات گرما به دلیل مقاومت در برابر خوردگی در محیط های شیمیایی استفاده می شود.
  • صنعت دریایی: محبوب در قطعات مانند پروپلرها، شاخه ها و هک قایق ها، کشتی ها و زیردریایی ها به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی آب دریا.
  • هوافضا: برای قطعات غیر ساختاری هواپیماها و فضاپیماها مانند چسب ها، براکت ها و لوازم مورد استفاده قرار می گیرد.
  • پزشکی: برای ایمپلنت ها، ابزار جراحی و دستگاه های مصنوعی استفاده می شود.

صفحه تیتانیوم درجه 5 (آلیاژ تیتانیوم - Ti-6Al-4V)

• ترکیب: یک آلیاژ تیتانیوم حاوی 90٪ تیتانیوم، 6٪ آلومینیوم و 4٪ وانادیوم (Ti-6Al-4V).

• خواص:

  • قدرت: تیتانیوم Gr5 بسیار قوی تر از تیتانیوم خالص است. این دارای قدرت کششی و مقاومت در برابر خستگی است.
  • وزن: هنوز هم در مقایسه با بسیاری از فلزات دیگر سبک است، اما از درجه 1 و درجه 2 متراکم تر است.
  • مقاومت در برابر خوردگی: مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارد ، اگرچه به اندازه Gr1 یا Gr2 نیست. با این حال ، هنوز هم در اکثر برنامه ها عملکرد خوبی دارد.
  • مقاومت گرما: Gr5 عملکرد خوبی در دمای بالاتر در مقایسه با سایر انواع تیتانیوم دارد.
  • قابلیت کار: در مقایسه با Gr1 یا Gr2 ، انعطاف پذیری کمتری دارد و جوش دادن آن دشوارتر است ، اما هنوز هم قابل ماشین سازی است.

• کاربردها:

  • هوافضا: تیتانیوم Gr5 به طور گسترده ای برای کاربردهای با قدرت بالا مانند ساختارهای هواپیما، تیغه های توربین و عرشه فرود استفاده می شود.
  • پزشکی: برای ایمپلنت های قوی مانند جایگزینی مفصل ران و زانو، ایمپلنت های دندان و ابزار جراحی استفاده می شود.
  • خودرو: برای قطعات سبک وزن و با عملکرد بالا، از جمله سیستم های اگزوز و قطعات تعلیق استفاده می شود.
  • تجهیزات ورزشی: تجهیزات پیشرفته مانند قاب دوچرخه، چوب گلف و راکت تنیس اغلب به دلیل قدرت بالا و وزن کم آن، تیتانیوم Gr5 را در خود جای می دهند.

مقایسه صفحات تیتانیوم درجه 1، درجه 2 و درجه 5:

انواع مختلف تیتانیوم:

مواد تیتانیوم بر اساس ترکیب و خواص خود به درجه های مختلفی طبقه بندی می شوند، که درجه های رایج آنها ورق های تیتانیوم درجه 1، درجه 2 و درجه 5 است.

تیتانیوم درجه 1 یک ماده تیتانیوم نرم و خالص با قابلیت شکل گیری عالی و مقاومت در برابر خوردگی است که عمدتاً در کاربردهایی استفاده می شود که نیاز به مقاومت بالای خوردگی و ساخت آسان دارند.مانند تجهیزات پردازش شیمیایی، محیط های دریایی و ایمپلنت های پزشکی. ترکیب آن از 99.5٪ تیتانیوم تشکیل شده است ، با مقاومت کششی 35،000 psi (241 MPa) و مقاومت کششی 30،000 psi (207 MPa) ،با انعطاف پذیری بالا.

تیتانیوم درجه 2 گسترده ترین نوع تیتانیوم خالص است. شامل 99٪ تیتانیوم است که دارای قدرت بالاتر و مقاومت بیشتر در برابر خوردگی نسبت به درجه 1 است که معمولاً در هوافضا استفاده می شود.ایمپلنت های پزشکی، پردازش شیمیایی و محیط های دریایی. درجه 2 تیتانیوم دارای مقاومت کششی 50،000 psi (345 MPa) و مقاومت کششی 45،000 psi (310 MPa) است.با مقاومت عالی در برابر خوردگی آب دریاتیتانیوم درجه 5 (Ti-6Al-4V) رایج ترین آلیاژ تیتانیوم است که حاوی 6٪ آلومینیوم و 4٪ وانیدیوم است و ترکیبی از قدرت بالا و وزن کم را ارائه می دهد.,ارتش، ایمپلنت های پزشکی، و قطعات خودروهای پیشرفته.

تیتانیوم درجه 5 دارای مقاومت کششی 130,000 psi (896 MPa) و مقاومت کششی 120,000 psi (827 MPa) ، با مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی و دمای بالا است.درجه 1 و درجه 2 عمدتاً در کاربردهایی استفاده می شوند که در آن مقاومت در برابر خوردگی و آسان سازی ضروری است، در حالی که درجه 5 در کاربردهای با قدرت بالا، مقاومت در برابر خوردگی و دمای بالا برجسته است، که آن را برای کاربردهای با عملکرد بالا ایده آل می کند.

نتیجه گیری:

• صفحه های تیتانیوم درجه 1 برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی، خواص سبک وزن و سازگاری زیستی دارند، ایده آل هستند، اما نیاز به قدرت بالا ندارند.
• صفحه های تیتانیوم درجه 2 همه کاره هستند و در صنایع مانند پردازش شیمیایی، دریایی و هوافضا استفاده می شوند و تعادل خوبی در قدرت، مقاومت در برابر خوردگی و قابلیت کار را ارائه می دهند.
• صفحه های تیتانیوم درجه 5 برای کاربردهای با عملکرد بالا که در آن قدرت، مقاومت گرما و دوام بسیار مهم است، مانند هوافضا، ایمپلنت های پزشکی،و قطعات خودروهای پیشرفته.

هر درجه اي براي الزامات خاص بر اساس تعادل خواص مثل قدرت، مقاومت در برابر خوردگي و آساني ساخت مناسب استاطمینان از اینکه تیتانیوم می تواند نیازهای صنایع مختلف را برآورده کند.