يُعد التيتانيوم صنف 3 CP خياراً جيداً للعديد من الصناعات، فما مدى معرفتك به؟ تطلعك هذه المقالة على بعض المعلومات التي يجب أن تعرفها عن التيتانيوم صنف 3 لمساعدتك على اختيار درجة التيتانيوم المناسبة بشكل أفضل.
التعريف الأساسي
التيتانيوم من الدرجة 3 (التيتانيوم النقي الصناعي من الدرجة 3) هو مادة معدنية تعتمد على التيتانيوم مع إضافة عناصر شوائب ضئيلة (مثل الحديد والأكسجين والكربون وغيرها). ووفقًا لمعيار ASTM الأمريكي، فإنه ينتمي إلى المستوى الثالث من التيتانيوم النقي الصناعي (CP Titanium)، حيث تبلغ درجة نقاوته حوالي 99.5% ومحتوى شوائب إجمالي أقل من 0.5%. وبالمقارنة مع الدرجة 1 والدرجة 2، تتمتع الدرجة 3 بقوة أعلى وهي الفئة ذات الخصائص الميكانيكية الأفضل بين التيتانيوم النقي الصناعي.
الخصائص الأساسية
1. توازن القوة العالية والصلابة الجيدة
إنّ قوة الخضوع (حوالي 250-350 ميجا باسكال) وقوة الشدّ (حوالي 450-550 ميجا باسكال) للصف الثالث من التيتانيوم أعلى بكثير من تلك الموجودة في الصف الأول والصف الثاني (كلاهما يتمتعان بقوة تتراوح بين 200-400 ميجا باسكال)، وهو ما يناسب السيناريوهات التي تتطلب قدرة تحمل أعلى مع الحفاظ على صلابة جيدة للصدمات.
2. مقاومة معتدلة للتآكل
نظرًا لارتفاع محتوى الأكسجين (عادةً ما يكون ≤0.35%)، فإن مقاومته للتآكل الحمضي والقلوي ومياه البحر أقل قليلاً من الدرجة 1 والدرجة 2، ولكنه لا يزال موثوقًا في معظم البيئات المعتدلة، ومناسبًا بشكل خاص لسيناريوهات التآكل المعتدلة مع متطلبات القوة الصارمة.
3. سهولة المعالجة
يمكن تشكيلها عن طريق عمليات معالجة المعادن التقليدية (مثل التشكيل والختم والتشغيل الآلي)، ويكون تأثير المعالجة الحرارية محدودًا. وعادة ما يتم تقويتها بالمعالجة الباردة.
4. درجة انصهار عالية وموصلية حرارية منخفضة
وتبلغ درجة الانصهار حوالي 1660 ℃، وتبلغ الموصلية الحرارية حوالي 17 وات/(م-ك)، وهي أقل من الفولاذ المقاوم للصدأ (حوالي 15-50 وات/(م-ك)). يجب الانتباه إلى التحكم في درجة الحرارة أثناء المعالجة.
التطبيقات النموذجية
1. الفضاء الجوي
فقد كان يُستخدم في الأجزاء الهيكلية للطائرات (مثل الأقواس والموصلات) في الأيام الأولى. وفي وقت لاحق، وبسبب رواج سبائك التيتانيوم عالية الجودة، تحوّل تدريجياً إلى الأجزاء ذات متطلبات الأداء المنخفضة قليلاً، مثل بعض أغلفة الأنظمة الهيدروليكية.
2. المجال الطبي
يُستخدم لتصنيع الغرسات غير الحاملة (مثل قواعد زراعة الأسنان والأدوات الجراحية). على الرغم من أن قوته أفضل من التيتانيوم النقي، إلا أنه لم يتم تحسين توافقه الحيوي بشكل كبير. في الوقت الحاضر، تُستخدم سبائك التيتانيوم (مثل Ti-6Al-4V) بشكل أكثر شيوعاً كمواد رئيسية للزراعة.
3. معدات كيميائية
البطانات وموصلات الأنابيب للمفاعلات الكيميائية، خاصةً في البيئات المعتدلة التآكل التي تتطلب توازنًا بين التكلفة والقوة، فإن الدرجة 3 هي خيار اقتصادي.
4. صناعة السيارات
مكونات نظام عادم السيارات المتطورة، مع مقاومته للتآكل وثباته في درجات الحرارة العالية، ولكن التطبيق على نطاق واسع محدود (التكلفة أعلى من الفولاذ العادي).
احتياطات المعالجة والاستخدام
1. خصائص المعالجة
- المعالجة الباردة سهلة التصلب، ويجب أن تتم على مراحل ويتخللها معالجة التلدين (درجة حرارة التلدين حوالي 700-800 ℃);
- يتطلب اللحام حماية من الغاز الخامل (مثل الأرجون) لتجنب الأكسدة وتدهور الأداء.
2. الحماية من التآكل
- يكون الأداء محدودًا في الأحماض القوية (مثل حمض الهيدروكلوريك وحمض الكبريتيك) أو بيئات الكلوريد عالية الحرارة. يوصى باستخدام طلاء مضاد للتآكل أو استخدام سبائك التيتانيوم بدلاً من ذلك;
- قد يتسبب التعرض طويل الأمد لبيئة مياه البحر في حدوث تآكل موضعي في مياه البحر، مما يتطلب فحصًا دوريًا.
3. مراقبة التكاليف
يتراوح سعره بين التيتانيوم النقي وسبائك التيتانيوم، أي حوالي 1.2-1.5 ضعف سعر الدرجة 2، وهو مناسب للتطبيقات التي تتسم بالحساسية تجاه القوة ولكن ميزانياتها محدودة.
مقارنة مع الدرجات الأخرى من التيتانيوم CP
| الممتلكات | الصف 1 | الصف 2 | الصف 3 | الصف 4 |
| قوة الشد | 400 ميجا باسكال | 500 ميجا باسكال | 550 ميجا باسكال | 700 ميجا باسكال |
| الليونة | ممتاز | جيد | متوسط | فقير |
| مقاومة التآكل | ممتاز | ممتاز | معتدل | معتدل |
| التكلفة | الأقل | متوسط | أعلى | الأعلى |
الملخص
لا يزال التيتانيوم من الدرجة 3 مادة مهمة في بعض المجالات الصناعية نظراً لخصائصه المتمثلة في “القوة المطوّرة والتكلفة المعتدلة”. ولكن، مع تطوّر تكنولوجيا سبائك التيتانيوم، انخفضت تدريجياً حصتها في سيناريوهات الطلب المرتفع (مثل الأجزاء الحاملة للفضاء الجوي والزراعات الطبية)، وتحوّلت إلى التركيز على قطاعات سوقية محدّدة - مثل الأجزاء التي تحتاج إلى الموازنة بين القوة والحماية المتوسطة من التآكل، أو التطبيقات متوسطة المدى الأكثر حساسية للتكلفة. عند اختيار الدرجة 3، من الضروري إعطاء الأولوية لتقييم الاحتياجات الفعلية لظروف العمل المحددة للقوة ومقاومة التآكل، وتجنب هدر التكلفة الناجم عن الإفراط في التصميم، ومنع الأخطار الخفية الناجمة عن الأداء غير الكافي.
شركة Daxun Alloy Co., Ltd. توفر درجات مختلفة من معدن التيتانيوم للمستخدمين في جميع أنحاء العالم. إنه ذو نوعية جيدة وسعر منخفض، ويتمتع بمعدل عائد مرتفع للعملاء. إذا كان مشروعك يتطلب دعمًا من معدن التيتانيوم، فستكون سبائك Daxun هي خيارك الأفضل. اتصل بنا الآن ودعنا نقدم لك أفضل خدمة مبيعات.
