Súrefnisinnihald 2. stigs títan - Þekking

1. Súrefnisinnihald 2. stigs títan

Gráða 2 títan (viðskiptalega hreint títan, UNS R50400) er skilgreint af ströngum súrefnisinnihaldsmörkum í samræmi við alþjóðlega staðla eins ogASTM B348(fyrir títan og títan álstangir) ogASTM B265(fyrir títan og títan álplötur/plötur).

Hámarks súrefnisinnihald 2. stigs títan er0,25% miðað við þyngd.

Þessi mörk eru mikilvægur aðgreiningur frá lægri-hreinleikastigum (td 1. flokkur hefur hámarkssúrefnisinnihald 0,18%) og hærri-styrkleikaeinkunn (td. 3. bekkur hefur hámarkssúrefnisinnihald 0,35%). Súrefni er viljandi stjórnað sem millivefsblendiefni til að halda jafnvægi á vélrænni eiginleikum og vinnsluhæfni.

2. Áhrif súrefnisinnihalds á styrk og hörku 2. stigs títans

Súrefni virkar sem astyrkjandi millivefsþátturí hreinu títaníum í atvinnuskyni, en innihald þess hefur-viðskiptaáhrif á styrk og hörku:

Áhrif á styrk

Innan staðlaðra marka (Minni en eða jafnt og 0,25 wt%) leiðir aukning á súrefnisinnihaldi til verulegrar aukningar á styrk 2. stigs títans. Þetta er vegna þess að súrefnisatóm taka upp millivefssvæði í sexhyrndu -pakkaðri (HCP) kristalbyggingu títan, sem veldur aflögun á grindunum og hindrar hreyfingu tilfærslna. Þar af leiðandi bæðitogstyrkogafkastastyrkhækka hlutfallslega með súrefnisinnihaldi. Til dæmis, 2. stig með súrefnisinnihaldi við efri mörk (0,25%) hefur venjulega afrakstursstyrk upp á ~275 MPa, en 2. stigs sýni með lægra súrefnisinnihald (td 0,15%) getur haft uppskerustyrk upp á ~240 MPa.

Áhrif á hörku

Aukningu á súrefnisinnihaldi fylgir minnkun á seigleika og sveigjanleika 2. stigs títan. Of mikið súrefni (nálægst eða fer yfir 0,25% mörkin) eykur stökkleika efnisins, þar sem brenglað grindarbygging gerir efnið erfiðara fyrir að afmyndast plastískt áður en það brotnar. Þetta kemur fram sem lækkun álenging við brotogfækkun svæðis. Til dæmis, 2. stig með 0,25% súrefni hefur lengingu upp á ~20–25%, en lægra -súrefnisafbrigði getur haft lengingu upp á ~28–30%. Fyrir utan staðlaða mörkin getur súrefni jafnvel valdið stökkun, sem hefur verulega skert þol efnisins gegn höggum og þreytu.

3. Vélrænir eiginleikar 2. stigs títans við mismunandi hitastig

Vélrænir eiginleikar títans af stigi 2 eru háðir hitastigi-, þar sem frammistaða þess er verulega breytileg eftir hitastigs-, umhverfis- og hækkuðu hitastigi. Hér að neðan eru dæmigerð gögn um vélrænni eiginleika (í samræmi við ASTM staðla) fyrir 2. stigs títan við algengt hitastig:

Hitastig	Togstyrkur (MPa)	Afrakstursstyrkur (MPa)	Lenging við brot (%)	Mýktarstuðull (GPa)
-270 gráður (Cryogenic)	550–600	480–520	15–20	110–115
-196 gráður (hitastig fljótandi köfnunarefnis)	500–540	420–460	18–22	105–110
25 gráður (umhverfishiti)	450–500	275–310	20–25	100–105
100 gráður	400–440	240–270	22–28	95–100
200 gráður	380–420	220–250	25–30	90–95
300 gráður	350–390	200–230	28–32	85–90
400 gráður	320–360	180–210	30–35	80–85

Helstu athugasemdir um hitastig-tengd afköst:

Cryogenic hitastig (-270 gráður til -196 gráður): 2. stigs títan sýnir framúrskarandi frostafköst-styrkur þess eykst verulega miðað við umhverfishita, en sveigjanleiki er viðhaldinn á hæfilegu stigi. Þetta gerir það hentugt fyrir notkun við lágan-hita eins og geymslutanka fyrir fljótandi gas.

Umhverfishiti (25 gráður): Efnið nær jafnvægi á styrkleika og sveigjanleika, sem er grundvöllur fyrir víðtækri notkun þess í efnavinnslu, sjóverkfræði og lækningatækjum.

Hækkað hitastig (100 gráður til 400 gráður): Styrkur minnkar smám saman við hækkandi hitastig, en sveigjanleiki eykst lítillega. Grade 2 títan er hægt að nota stöðugt við hitastig allt að 315 gráður; yfir 400 gráður minnkar oxunarþol þess og vélrænni stöðugleiki verulega, sem takmarkar langtíma-þjónustu í háum-hitaumhverfi.