Sof titan va titanium qotishmasi GR5 o'rtasidagi farq nima?

Odatda ishlatiladigan titanium navlari

GR1 (2-sinf) sanoat toza titanium

GR2 (3-sinf) sanoat toza titan

GR7 (11-sinf) Ti-0.2Pd

GR10 (12-sinf) Ti-0.3Mo-0.8Ni

GR5 (AB{-1) Ti-6Al-4V

Sanoat sof titaniumi nopoklik tarkibiga ko'ra uchta sinfga bo'linadi: GR1, GR2 va GR3. Ushbu uch turdagi sanoat sof titanining oraliq nopoklik elementlari asta-sekin o'sib boradi, shuning uchun ularning mexanik kuchi va qattiqligi ham asta-sekin o'sib boradi, lekin shunga mos ravishda plastiklik va qattiqlik kamayadi.

Sanoatda keng qo'llaniladigan sanoat toza titanium GR2 hisoblanadi, chunki uning o'rtacha korroziyaga chidamliligi va keng qamrovli mexanik xususiyatlari. GR3 yuqori aşınma qarshilik va mustahkamlik talablari talab qilinganda ishlatilishi mumkin. GR1 dan yaxshiroq qoliplash ishlashi talab qilinganda foydalanish mumkin.

Milliy standartdagi GR1, GR2 va GR3 UNSdagi Gr0, Gr1 va Gr2 ga mos keladi.

Temir miqdori ō 0 bo'lsa, GR1 va GR2 yaxshi past haroratga chidamliligi va yuqori past haroratga chidamliligiga ega.095%, kislorod miqdori ō 0.{{10} }8%, vodorod miqdori ō 0,0009%, azot miqdori ō 0,0062% va -253 darajadan past past haroratli konstruktiv materiallar sifatida foydalanish mumkin.

GR1 va GR2 o'rtasidagi farq shundaki, ikkinchisida temir va kislorod miqdori yuqori, shuning uchun GR2 ning kuchi GR1 dan yuqori.

GR5 eng past haroratli titanium qotishmalarini ifodalaydi. Haroratning pasayishi bilan uning kuchi ortadi, lekin uning plastikligi unchalik o'zgarmaydi. U -196-253 daraja past haroratlarda yaxshi egiluvchanlik va pishiqlikni saqlaydi, metallning sovuq mo'rtligidan qochadi, bu esa uni kriogenli idishlar, saqlash qutilari va boshqa jihozlar uchun ideal material qiladi.

Titanium qotishmalarining ko'plab markalari va navlari, 100 dan ortiq turlari mavjud. Sanoatda 40-50 turi mavjud va ulardan faqat oʻntasi eng koʻp qoʻllaniladi. Bularga turli xil sanoat sof titan va Ti-6AL-4V, Ti-5AL-2.5Sn, Ti{{7} kabi ta'mga ega tanlangan titanium qotishmalari kiradi. }AL-1.5Mn, Ti-3AL-2.5V, Ti-6AL- 2Sn-4Zr-2Mo , Ti-6AL-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8AL-1Mo-1V, Ti{{ 24}}V-11Cr-3AL, Ti-15V—3Cr-3AL-Sn va Ti-10V-2Fe{{ 33}}AL va Ti-0.20Pd, Ti-0.3Mo-0.8Ni va boshqalar. Biroq, aksariyat mamlakatlar uchun birinchi ikkita muhim qotishma (Ti-6 Al-4V; Ti-5Al-2.5Sn) eng tipik va dunyo mamlakatlari tomonidan tan olingan.

Titan qotishmalari odatda tuzilishiga ko'ra nomlanadi, ya'ni titanium qotishmalari (shu jumladan titanium qotishmalari yaqinida), titanium qotishmalari va (+) titanium qotishmalari. Xitoy milliy standartlarida TA, TB va TC titanium qotishmasining turini ko'rsatish uchun prefiks sifatida ishlatiladi, keyin esa qotishma seriya raqamini ko'rsatish uchun raqam qo'llaniladi. Masalan, TA alfa titanium qotishmasini ifodalaydi, GR6 titanium qotishmasi Ti5Al-2.5Sn qotishmasi; Sil kasalligi beta titanni ifodalaydi. Qotishma, TB2 Ti{6}}Mo-5V-8Cr-3Aloy qotishmasi; TC + qotishmasini ifodalaydi, masalan, GR5 titanium qotishmasi Ti-6Al-4V qotishmasi.

Alfa titanium qotishmalari asosan alfa barqaror elementlarni o'z ichiga oladi. Xona haroratida barqaror holatda ular asosan sanoat sof titanium (GR1, GR2, GR3, GR4) va GR6 (Ti-5Al-5Sn) kabi alfa fazali titanium qotishmalaridir. Alfa titanium qotishmalari asosan kimyo, neft-kimyo va qayta ishlash sanoatida qo'llaniladi. Ushbu sohalarda asosiy e'tibor qotishmaning korroziyaga chidamliligi va qayta ishlanishi hisoblanadi. Sanoat sof titanium (TA0-GR3 toʻrt turdagi), GR7 titanium qotishmasi palladiy oʻz ichiga olgan qotishma (GR7 titanium-palladiy qotishmasi) va oz miqdorda molibden va nikel (GR10 titanium-molibden-nikel qotishmasi) oʻz ichiga olgan qotishmalarga afzallik beriladi.

Titan qotishmasining yonida, bu turdagi titanium qotishmalariga oz miqdorda stabillashadigan elementlar qo'shiladi. Xona haroratida barqaror holatda, tavlangan strukturada oz miqdorda faza yoki intermetalik birikmalar mavjud, odatda 10% dan ko'p bo'lmagan, masalan, GR11 (Ti-8Al-1Mo-1 V ), yuqori haroratlarda foydalanish uchun Qo'shma Shtatlarda ishlab chiqilgan titanium qotishmasi, ammo yuqori alyuminiy tarkibi termal tuz stress korroziya muammolariga olib kelishi mumkin; GR15 (Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr) - Rossiyada ishlab chiqarilgan BT20 qotishmasi. GR11 titanium qotishmasi GR15 titanium qotishmasiga o'xshash qotishma. Ikkinchisi alyuminiy tarkibini kamaytiradi va zirkonyumni oshiradi, shuning uchun issiqlik qarshiligini saqlab qoladi va issiq tuz ta'sirida stress korroziyasini yaxshilaydi. + aralash qotishma GR13 (Ti-2.5CU) Buyuk Britaniyada ishlab chiqilgan IMI230 qotishmasi.

+ titanium qotishmasi ko'proq -stabillashtiruvchi elementlarni o'z ichiga oladi va xona haroratida barqaror holatda bo'lgan fazalardan tashkil topgan titanium qotishmasi. kontent odatda 10%-50%. + titanium qotishmasi o'rtacha quvvatga ega va issiqlik bilan ishlov berish orqali mustahkamlanishi mumkin, ammo uning payvandlash ko'rsatkichlari yomon. Molibden ekvivalentiga qarab, bu turdagi qotishma martensitik va o'tish turlariga bo'linadi. Ular orasida Ti-6Al-4V tipik qotishmasi 1954 yilda AQShning Water City Arsenal kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan. U aerokosmik sanoatida keng qo'llaniladi. Ushbu qotishma mahsulot titanium qotishmasi ishlab chiqarishning 55% -65% ni tashkil qiladi va turli yirik o'lchamli aerokosmik mahsulotlarni ishlab chiqarish uchun ishlatilishi mumkin. Soxta buyumlar va ehtiyot qismlar, Ti-6Al-4V qotishmasi mukammal keng qamrovli xususiyatlarga ega, eng intensiv oʻrganilgan, eng uzoq vaqtdan beri qoʻllanilgan va eng keng qoʻllanilishiga ega. Shu sababli, qotishma yarim asr oldin tug'ilganidan beri kuchli hayotiylikni saqlab qoldi. Xitoy brendi - GR5, Amerika titanium metall kompaniyasining Timet bo'limi - Ti-6Al-4V, Amerika faol metall kompaniyasi - RMI6Al4V, Britaniya titanium kompaniyasi - IMI318, Rossiya - BT6, Sumitomo Yaponiyaning ST-Al40, Frantsiya esa TA6V hisoblanadi. Germaniya - LT31.

Titan qotishmalariga qo'shiladigan elementlar molibden ekvivalenti [Mo1]ep va alyuminiy ekvivalenti [Al]ep bilan ifodalanadi: va titanium qotishmasiga yaqin [Mo1]ep 12-13, [Al]ep 5-8; + titan qotishmasi [Mo1] ep - 5-12, [Al] ep - 6-30; titanium qotishmasi (metastabil qotishma) [Mo1] ep 12-25, [Al] ep 5-8. Dizaynerlar uchun past intensivlik, normal intensivlik, o'rta zichlik, yuqori intensivlik va maksimal intensivlikka bo'linishi mumkin bo'lgan intensivlik bo'yicha tasniflash ko'proq mos keladi.

⑴Sanoat sof titanium

Sanoat sof titanium - titan miqdori 99% dan kam bo'lmagan va oz miqdorda temir, kislorod, uglerod, azot, vodorod va boshqa aralashmalarni o'z ichiga olgan zich metall titan. Sof titanning mexanik xususiyatlariga eng aniq ta'sir ko'rsatadigan aralashmalar kislorod, azot va temir, ayniqsa kisloroddir. Vodorod va titan o'rtasidagi reaktsiya teskari. Vodorodning titanning ishlashiga asosiy ta'siri "vodorodning mo'rtlashishi" dir. Odatda vodorod miqdori 0.03%-0.05% vodoroddan oshmasligi shart. Sanoat sof titan xona haroratida zich o'ralgan olti burchakli panjaraga ( ) ega bo'lsa-da, uning eksenel nisbati kichik (c/a=1.587) va yaxshi ishlov berish qobiliyatiga ega. Sof titan yaxshi shakllanish va payvandlash xususiyatlariga ega va issiqlik bilan ishlov berishga sezgir emas.

Sanoat sof titan jarrohlik implantlari uchun metall material sifatida ISO5832-2-1999 xalqaro standartiga kiritilgan. Uzoq muddatli implantlarga javob beradigan materiallar quyidagi asosiy talablarga ega bo'lishi kerak: korroziyaga chidamlilik, biologik moslik, yuqori kuchlanish kuchi, charchoqqa chidamlilik va yaxshi pishiqlik, elastik abraziv asboblar, aşınma qarshilik va qoniqarli narx.

⑵ Korroziyaga chidamli titanium qotishmasi

Korroziyaga chidamli titanium qotishmalari yuqori korroziv muhitda, asosan, past quvvatli qotishmalarda foydalanish uchun javob beradi. Aerokosmik bo'lmagan sohalarda yaxshi korroziyaga chidamlilik afzalligi asosan ishlatiladi. Korroziyaga chidamli titanium qotishmalari sanoat sof titanining korroziyaga chidamliligini kamaytiradigan muhitda (xlorid kislotasi, sulfat kislota, fosfor kislotasi, oksalat kislotasi va formik kislota kabi) yaxshilaydi. Hozirgi vaqtda etuk titanium molibden, titanium palladiy, titanium molibden nikel, titanium nikel, titanium tantal va boshqalar qotishmasi.

Titan-molibden qotishmasi eng birinchi o'rganilgan (1952 yilda). Xlorid kislotasini kamaytirishda mukammal korroziyaga chidamliligiga ega. Ti-30Mo qotishmasi 5% li karbonat kislota, qaynashida 5% sulfat kislota, 10% fosfor kislotasi qaynash, 10% sirka kislotada va 50% chumoli kislotada qaynashda, umumiy maksimal korroziya darajasi 0.0254-0.0508mm/a. Sof titanning 10% li sulfat kislota eritmasidagi 93,3 gradusdagi korroziya darajasi 38 ga etadi.1-50,8mm/a; Ti{17}}Oksidlovchi muhitda korroziyaga chidamliligi Mo qotishmasi yomon. Yuqori zichlikdagi molibden-gafniy qotishmasi qo'shilishi tufayli eritish, qayta ishlash va payvandlash muayyan havo falokatlarini keltirib chiqaradi. Titan-molibden qotishmalaridan titan-molibden-niobiy, titan-molibden-tsirkoniy va titan-molibden-palladiy kabi korroziyaga chidamli titanium qotishmalari olinadi.

GR7 titanium-palladiy qotishmasi oksidlovchi muhitda mukammal korroziyaga chidamliligiga ega. Shuningdek, u kamaytiruvchi vositalarga nisbatan ma'lum korroziyaga chidamliligiga ega va ayniqsa xlorid ionlari konsentratsiyasi yuqori bo'lgan muhitda yoriqlar korroziyasiga chidamliligini oshirishi mumkin. GR7 titan qotishmasida 0,2% palladiy mavjud. 5% qaynayotgan sulfat kislotada GR7 titanium-palladiy qotishmasi korroziya tezligini 48,26 mm/a (sanoat sof titanium) dan 0,508 mm/a gacha kamaytirishi va korroziyaga chidamliligini taxminan 95 barobar oshirishi mumkin. Qotishma yaxshi ishlov berish, shakllantirish va payvandlash xususiyatlariga ega, ammo qimmatbaho metall palladiyni o'z ichiga oladi va qimmatga tushadi.

Beta titanium qotishmasi. Ushbu turdagi titanium qotishmasi etarli darajada beta barqaror elementlarni o'z ichiga oladi. Tegishli sovutish tezligida xona haroratining tuzilishi barcha beta-fazadir. Odatda issiqlik bilan ishlov beriladigan beta titanium qotishmasi (meta-barqaror beta titanium qotishmasi) va barqaror beta titaniumga bo'linishi mumkin. qotishma. Issiqlik bilan ishlov beriladigan beta titanium qotishmasi söndürme sharoitida juda yaxshi jarayon plastisiyasiga ega, plastinkalarga sovuq shaklda shakllantirilishi mumkin va qarish bilan ishlov berish orqali xona haroratining 1300-1400MPa gacha cho'zilish kuchiga ega bo'lishi mumkin.

GR10 titan-molibden-nikel qotishmasining nominal tarkibi Ti-0.3Mo-0.8Ni. Bu Ti{7}} qotishmasi boʻlib, -1970-yillarning oʻrtalarida Qoʻshma Shtatlar tomonidan oʻrganilgan va ishlab chiqilgan. Bu yoriqlar korroziyasiga chidamli titanium qotishmasi. Qotishmaning 300 graduslik kuchlanish quvvati sof titandan ikki baravar yuqori va uning korroziyaga chidamliligini kamaytiradigan muhitga nisbatan sezilarli darajada yaxshilanadi. Yoriqlar korroziyasi xloridda 150-200 darajada sodir bo'lmaydi.

Yuqori haroratli tuzsizlantirish uskunasida titan-nikel qotishmasidan (Ti-2Ni) foydalanish harorati taxminan 200 darajaga yetishi mumkin.

Titan-tantal qotishmasi (Ti-5Ta) - 4204 qotishma brendi ostida Rossiya tomonidan va KS50Ta brendi ostida Yaponiyaning Kobe Steel tomonidan ishlab chiqarilgan nitrat kislotali korroziyaga chidamli turdagi titanium qotishmasi. Qotishma yaxshi jarayon va payvandlash ko'rsatkichlariga ega va 100-200 darajada oqayotgan nitrat kislotada korroziya darajasi 0,1 mm / a dan kam. U nitrat kislotani qayta ishlash uskunalari va yadro yoqilg'isini qayta ishlash jarayonlarida qo'llanilgan.

⑶Tuzilishli titanium qotishmasi

Kuchliligi bo'yicha tasniflangan past kuchli titanium qotishmalari asosan korroziyaga chidamli muhitda qo'llaniladi, boshqa titanium qotishmalari esa tizimli titanium qotishmalari deb ataladigan tizimli qismlarda qo'llaniladi. Oddiy kuchli titanium qotishmalari (taxminan 500MPa), asosan sanoat toza titan, Ti-2Al-1.5Mn (TC1) va Ti-3Al-2.5V (GR18) kiradi. ), keng tarqalgan. Yaxshi ishlov berish va shakllantirish xususiyatlari va payvandlanishi tufayli qotishma turli xil aviatsiya plastinka qismlari va gidravlik quvurlarni, shuningdek, velosiped fuqarolik mahsulotlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. O'rta quvvatli titanium qotishmasining odatiy qotishmasi (taxminan 900MPa) Ti-6Al-4V (GR5) bo'lib, u aerokosmik titanium qotishma sanoatida keng qo'llaniladi. Plitaning yuqori quvvatli titanium qotishmasi xona haroratida 1100MPa dan ortiq tortishish kuchiga ega. U titanga yaqin qotishma va metastabil titanium qotishmasidan iborat. U asosan samolyot konstruktsiyalarida tez-tez ishlatiladigan yuqori quvvatli strukturaviy po'latni almashtirish uchun ishlatiladi. Uning tipik qotishmalari Ti-13V- 11Cr-3Al, Ti-15V-3Cr-3Al-3Sn va Ti-10V-2Fe-3Aliy qotishmalari va boshqalar.

4. Issiqlikka chidamli titanium qotishmasi

Issiqlikka chidamli titanium qotishmasi yuqori haroratlarda uzoq muddatli ishlash uchun mos bo'lgan titanium qotishmasidir. U butun ish harorati oralig'ida yuqori lahzali va bardoshli kuchga ega. Xona haroratida yaxshi termal barqarorlik, egiluvchanlik va plastisiyaga ega va yuqori haroratda yaxshi charchoq qarshiligiga ega. U asosan kompressorlarda disklar, pichoqlar, havo olish korpuslari va samolyot qismlarini ishlab chiqarish uchun ishlatiladi. Issiqlikka chidamli titanium qotishmalari qattiq eritma bilan mustahkamlangan + turdagi va yaqin turdagi titanium qotishmalari. + 500 darajadan past uzoq vaqt davomida ishlay oladigan turdagi issiqlikka chidamli titanium qotishmalari ko'proq stabillashtiruvchi elementlarni o'z ichiga oladi va alyuminiy ekvivalenti 6 dan yuqori. Tegishli beta stabilizator elementlarini qo'shish orqali qotishma nafaqat yuqori haroratlarda yuqori lahzali kuchni ko'rsatadi, balki etarli plastiklikka ham ega. Odatda qotishmalarga GR5 (Ti-6Al-4V), TC6 (Ti-6Al-2.5Mo-2Cr-0,5 Fe kiradi. -0.3Si) va TC11 (Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si). -500 darajadan past uzoq vaqt ishlaydigan issiqlikka chidamli titanium qotishmalari oz miqdorda - barqarorlashtiruvchi elementlarni o'z ichiga oladi. Alyuminiy ekvivalenti deyarli barchasi 7 dan yuqori va qotishma muvozanat holatida ko'proq fazaga ega, shuning uchun bu qotishmalar yuqori o'rmalanish qarshiligiga va 500 darajadan yuqori charchoqqa chidamliligi va sinish chidamliligiga ega. Taxminan turdagi qotishma bu ajoyib keng qamrovli xususiyatlarga ega bo'lganligi sababli, u issiqlikka chidamli qotishmalarning asosiy tizimiga aylandi. Oddiy qotishmalar Ti-8Al-1Mo-1V (AQSh Ti-811), Ti6Al-2Zr-1Mo-1 V (ruscha BT20), Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo (AQSh Ti-6242) va Ti-5.5Al { {54}}.5Sn-3Zr-1Nb-0.3Mo-0.3Si (Buyuk Britaniya IMI-829).

5. Past haroratli titanium qotishmasi

Past haroratli titanium qotishmalari past haroratlarda foydalanish uchun mos va + titanium qotishmalari hisoblanadi. Ushbu turdagi qotishma haroratning pasayishi bilan ortadi va harorat pasayganda uning qattiqligi kamdan-kam hollarda kamayadi, shuning uchun u past haroratli strukturaviy qismlar sifatida ishlatilishi mumkin. Past haroratli titanium qotishmalarining rivojlanish tendentsiyasi kislorod miqdorini 0,2% (oddiy nav) dan 0,12% gacha kamaytirishdan iborat bo'lib, juda past bo'shliqli titanium qotishmasi (ELI) hosil qiladi. Juda past haroratlarda foydalanish mumkin (<77K). Typical alloys are Ti-5Al-2.5Sn (ELI). Ti-5Al-2.5Sn (ELI is the US military standard MIL-9047) developed in the United States in the early 1960s. China successfully copied the alloy in the late 1970s and called it GR6 titanium alloy, Ti-5Al-2.5Sn (ELI) alloy. Especially suitable for liquid fuel storage containers operating at low temperatures of -255°C. There are many brands and varieties of titanium alloys, more than 100 types. There are 40-50 types available in industry, and only a dozen are most commonly used. These include various industrial pure titanium and selected titanium alloys of different tastes, such as Ti-6AL-4V, Ti-5AL-2.5Sn, Ti-2AL-1.5Mn, Ti-3AL-2.5V, Ti-6AL- 2Sn-4Zr-2Mo, Ti-6AL-2Sn-4Zr-6Mo, Ti-8AL-1Mo-1V, Ti-13V-11Cr-3AL, Ti-15V—3Cr-3AL-Sn and Ti-10V-2Fe-3AL and Ti-0.20Pd, Ti-0.3Mo-0.8Ni, etc. However, for most countries, the first two important alloys (Ti-6Al-4V; Ti-5Al-2.5Sn) are the most typical and recognized by countries around the world.