ไทเทเนียมเกรด 2 กับเกรด 5: ความแตกต่างและการใช้งานที่สำคัญ

ไทเทเนียมและโลหะผสมถือเป็นวัสดุระดับบนสุดของวัสดุอุตสาหกรรมขั้นสูง ในการบินและอวกาศ มักถูกเรียกว่า "โลหะอวกาศ" เนื่องจากมีอัตราส่วนความแข็งแรง-ต่อ-น้ำหนักที่ยอดเยี่ยม ในด้านวิศวกรรมทางทะเล โลหะชนิดนี้ถูกเรียกว่า "โลหะในมหาสมุทร" เนื่องจากมีความทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลที่ไม่มีใครเทียบได้

เมื่อเลือกไทเทเนียมสำหรับโครงการ คำถามหนึ่งที่พบบ่อยและสำคัญที่สุดคือ: คุณควรเลือกไทเทเนียมเกรด 2 บริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์หรือโลหะผสมเกรด 5 (Ti-6Al-4V) ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายหรือไม่ คำตอบขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ สภาพแวดล้อม และงบประมาณ

บทความนี้นำเสนอ-การเปรียบเทียบข้อมูลโดยละเอียดของไทเทเนียมเกรด 2 กับเกรด 5 โดยเน้นที่องค์ประกอบทางเคมี สมบัติทางกล ความต้านทานการกัดกร่อน ข้อควรพิจารณาในการประมวลผล และ{3}}การใช้งานที่เหมาะสมที่สุด

01

ไทเทเนียมเกรด 2 (ไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์)

ความบริสุทธิ์สูงกว่า 99% จัดเป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์ (CP)

ประกอบด้วยธาตุเหล็กเพียงเล็กน้อย (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.30%) และออกซิเจน (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.25%)

คงความหนาแน่นค่อนข้างต่ำที่ ~4.5 ก./ซม.³

เป็นที่รู้จักในด้านความต้านทานการกัดกร่อนและความเข้ากันได้ทางชีวภาพที่โดดเด่น

ตรงตามมาตรฐาน ASTM B265; เทียบเท่ากับ TA2 ในประเทศจีน

02

ไทเทเนียมเกรด 5 (โลหะผสม Ti-6Al-4V)

โลหะผสมไทเทเนียมอัลฟา-เบต้าประกอบด้วยไทเทเนียม ~90% อลูมิเนียม 6% และวานาเดียม 4%

อลูมิเนียมช่วยเพิ่มทั้งความแข็งแรงและความต้านทานต่ออุณหภูมิที่สูงขึ้น

วาเนเดียมช่วยเพิ่มความเหนียวและต้านทานความเมื่อยล้า

ให้ความต้านทานแรงดึงสูงกว่า 895 MPa- สูงกว่าเกรด 2 ประมาณ 2.6 เท่า

เทียบเท่ากับ TC4 ในประเทศจีน และคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าครึ่งหนึ่งของการใช้โลหะผสมไทเทเนียมของโลก

 

แรงดึงและความต้านแรงดึง

เกรด 2: ความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 345 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 275 MPa, การยืดตัวประมาณ 20% ทำงานได้ดีกับชิ้นส่วนที่มีความเครียดปานกลาง- เช่น ท่อเคมี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และข้อต่อทางสถาปัตยกรรม

เกรด 5: ความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 895 MPa, ความแข็งแรงของผลผลิตมากกว่าหรือเท่ากับ 828 MPa, การยืดตัวประมาณ 10% ให้ความแข็งแกร่งเหมือนเหล็ก-เพียง 60% ของน้ำหนัก ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงขาดไม่ได้ในการบินและอวกาศ

ความต้านทานความแข็งและความเหนื่อยล้า

เกรด 2: ค่อนข้างอ่อน (HRB 60–70) ทำให้ขึ้นรูปและโค้งงอได้ง่าย- เหมาะสำหรับท่อและส่วนประกอบที่ต้องการการขึ้นรูปสม่ำเสมอ

เกรด 5: แข็งกว่า (HRB 95–100) พร้อมความต้านทานความล้าที่เหนือกว่า เลือกใช้กันทั่วไปสำหรับเกียร์ลงจอด ชิ้นส่วนเครื่องยนต์ และการใช้งานที่มีความเครียดสูง-อื่นๆ

ทนต่ออุณหภูมิ

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2: รักษาเสถียรภาพได้ถึง ~300 องศา เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่สัมผัสกับความร้อนปานกลาง

เกรด 5: เชื่อถือได้ที่ 400–500 องศา และทนทานต่อการสัมผัสในระยะสั้น-ได้ถึง 600 องศา ทำให้เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับเครื่องยนต์ไอพ่นและชิ้นส่วนยานยนต์สมรรถนะสูง-

การตีและการกลิ้ง

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2: มีหน้าต่างการประมวลผลที่กว้าง และง่ายต่อการปลอมแปลงและม้วนด้วยผลผลิตวัสดุสูง การขึ้นรูปเย็นสามารถทำได้โดยไม่ต้องอุ่นเครื่อง ทำให้คุ้มค่า-สำหรับชิ้นส่วนที่ผลิตในปริมาณมาก

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5: ต้องมีการควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำในระหว่างการตีขึ้นรูป โดยทั่วไปคือ 1,000–1,020 องศา งานโลหะผสม-แข็งตัวอย่างรวดเร็ว ดังนั้นการตัดเฉือนจึงต้องใช้ความเร็วตัดต่ำ การระบายความร้อนที่เพียงพอ และเครื่องมือพิเศษ

เป็นผลให้ต้นทุนการประมวลผลมักจะสูงกว่าเกรด 2 30–50%

ความสามารถในการเชื่อม

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2: เป็นที่รู้จักในด้านความสามารถในการเชื่อมที่ดีเยี่ยม การเชื่อมมีคุณสมบัติเชิงกลใกล้เคียงกับโลหะฐาน และโดยทั่วไปวิธี TIG หรือ MIG มาตรฐานก็เพียงพอแล้ว การรักษาหลังการเชื่อม-มีเพียงเล็กน้อย ซึ่งทำให้สะดวกต่อการผลิต

เกรด 5: เชื่อมได้ แต่มีความต้องการมากกว่า จำเป็นต้องมี-เกราะกำบังอาร์กอนที่มีความบริสุทธิ์สูงเพื่อป้องกันการปนเปื้อน และมักจะต้องมี-การบำบัดความร้อนหลังการเชื่อมเพื่อบรรเทาความเครียดที่ตกค้าง สำหรับส่วนประกอบที่สำคัญด้านการบินและอวกาศหรือทางการแพทย์ แนะนำให้ใช้วิธีการขั้นสูง เช่น การเชื่อมด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (EBW) หรือการเชื่อมด้วยเลเซอร์

การรักษาพื้นผิว

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2: สามารถดองด้วยสารเคมีเพื่อกำจัดออกไซด์ ส่งผลให้พื้นผิวเรียบและสะอาด ซึ่งมักจะเพียงพอสำหรับอุปกรณ์เคมีหรือการใช้งานทางสถาปัตยกรรม

เกรด 5: ปรับปรุงบ่อยครั้งด้วยการเคลือบอโนไดซ์หรือเซรามิกเพื่อเพิ่มความแข็งและความต้านทานการสึกหรอ สิ่งนี้อธิบายการมีอยู่ไม่เพียงแต่ในการบินและอวกาศเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผลิตภัณฑ์ผู้บริโภคระดับพรีเมียม เช่น-นาฬิการะดับไฮเอนด์

ทั้งสองเกรดจะสร้างฟิล์มป้องกัน TiO₂ ออกไซด์ตามธรรมชาติ ทำให้มีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม ถึงกระนั้นก็มีความแตกต่างบางประการ:

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2: ด้วยความบริสุทธิ์ที่สูงกว่า จึงสร้างชั้นพาสซีฟที่สม่ำเสมอยิ่งขึ้น ซึ่งทำงานได้ดีเป็นพิเศษในสภาพแวดล้อมทางเคมีที่มีความเข้มข้นสูง

เกรด 5: โดยรวมดีเยี่ยม แต่มีความทนทานน้อยกว่าเกรด 2 เล็กน้อยในกรดแก่บางชนิด เช่น กรดไฮโดรฟลูออริก

ตัวอย่างในทางปฏิบัติ

การใช้ทางทะเลและสารเคมี: เกรด 2 มักจะมีอายุการใช้งานยาวนานกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมในน้ำทะเลหรือคลอไรด์-ในสภาวะอุดมสมบูรณ์

ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: ระดับ 2 มีการใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับเครื่องมือผ่าตัดและการปลูกถ่ายกระดูกแบบไม่มีแบริ่ง-รับน้ำหนัก- ในขณะที่เวอร์ชัน ELI ของเกรด 5 เป็นที่นิยมสำหรับการปลูกถ่ายศัลยกรรมกระดูกและข้อที่มีแบริ่งรับน้ำหนัก เช่น ข้อต่อสะโพก

แม้ว่าประสิทธิภาพทางเทคนิคจะเป็นปัจจัยสำคัญ แต่การเลือกใช้วัสดุก็มักจะได้รับอิทธิพลจากต้นทุนและมูลค่าระยะยาว{0}}ไม่แพ้กัน ความแตกต่างระหว่างชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 และชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 มีนัยสำคัญไม่แพ้กัน

ระดับ 2: โดยทั่วไปมีราคาไม่แพงกว่า ทำให้เป็นตัวเลือกที่ใช้งานได้จริงสำหรับการใช้งานขนาดใหญ่-ที่ต้องการความต้านทานการกัดกร่อนเป็นหลัก

ระดับ 5: โดยทั่วไปแล้วจะมีราคาแพงกว่า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในรูปแบบเกรดทางการแพทย์- แต่ต้นทุนที่สูงกว่านั้นจะถูกชดเชยด้วยความแข็งแกร่งและประสิทธิภาพที่เหนือกว่าในอุตสาหกรรมที่สำคัญ

ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน

ระดับ 2: เสนอต้นทุนการบำรุงรักษาที่ต่ำกว่าในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การแปรรูปทางเคมีและวิศวกรรมทางทะเล ซึ่งจำเป็นต้องมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5: แม้ว่าจะมีค่าใช้จ่ายล่วงหน้าสูงกว่า แต่ก็มักจะลดรอบการเปลี่ยนทดแทนในภาคการบินและอวกาศและการแพทย์ ซึ่งนำไปสู่การประหยัด-ในระยะยาว

เกรด 2 เป็นตัวเลือก-ที่คุ้มค่าสำหรับโครงการที่เน้นการกัดกร่อน- ในขณะที่เกรด 5 เสนอราคาที่สูงกว่าผ่านประสิทธิภาพระยะยาว-ในการใช้งานที่มีความต้องการสูง

ไทเทเนียมเกรด 2 กับ เกรด 5 ไม่ได้เกี่ยวกับว่าอันไหนดีกว่า แต่อันไหนเหมาะกับงาน

เลือกเกรด 2 เมื่อความต้านทานการกัดกร่อน ความสามารถในการเชื่อม และความคุ้มค่ามีความสำคัญที่สุด

เลือกเกรด 5 เมื่อความแข็งแกร่ง ความต้านทานความเหนื่อยล้า และประสิทธิภาพในสภาวะที่รุนแรงเป็นสิ่งสำคัญ

ทำไมถึงเลือกพวกเรา

 

เราจัดหาวัสดุไทเทเนียมและชิ้นส่วนประดิษฐ์ที่ครอบคลุม ได้แก่:

ท่อและท่อไทเทเนียม: ท่อไร้รอยต่อและรอยเชื่อมในเกรดเชิงพาณิชย์และการบินและอวกาศ (Gr1, Gr2, Gr5, Gr7, Gr9, Gr12) เหมาะสำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ท่อคอนเดนเซอร์ และระบบท่อ

แท่งและแท่งไทเทเนียม: เหล็กเส้นกลม เหล็กเส้นหกเหลี่ยม และเหล็กสี่เหลี่ยมในสภาพ-รีดร้อน ตีขึ้นรูป และดึงเย็น- มีจำหน่ายในเส้นผ่านศูนย์กลางและความยาวต่างๆ

แผ่นไทเทเนียมและแผ่น: แผ่น แผ่นบาง และแถบในขนาดมาตรฐานและแบบกำหนดเอง เหมาะสำหรับภาชนะรับความดัน การแปรรูปทางเคมี และการใช้งานทางทะเล

ลวดไทเทเนียมและฟอยล์: ลวดละเอียดสำหรับการเชื่อม ตัวยึด และการใช้งานทางการแพทย์ ควบคู่ไปกับฟอยล์บางพิเศษ-สำหรับใช้ในอุตสาหกรรมเฉพาะทาง

ชิ้นส่วนเครื่องจักรกลซีเอ็นซีไทเทเนียมที่มีความแม่นยำ: ส่วนประกอบ อุปกรณ์ฟิตติ้ง หน้าแปลน ตัวยึดและชิ้นส่วนที่ออกแบบทางวิศวกรรมแบบกำหนดเอง- และชิ้นส่วนที่ซับซ้อนซึ่งผลิตจากเหล็กแท่งไทเทเนียม แท่ง หรือเพลทที่มีพิกัดความเผื่อต่ำ

 

หากต้องการใบเสนอราคา ข้อกำหนดทางเทคนิค หรือเพื่อหารือเกี่ยวกับข้อกำหนดโครงการของคุณสำหรับท่อไทเทเนียม แท่ง แผ่น แผ่น ลวด ฟอยล์ หรือส่วนประกอบที่กลึง CNC แบบสั่งทำ โปรดติดต่อทีมงานของเรา

ส่งอีเมล์ถึงเราได้ที่:info@gneemetal.com