آنچه باید درباره گرید ۳ تیتانیوم بدانید

تیتانیوم گرید ۳ CP انتخاب خوبی برای بسیاری از صنایع است؛ اما چقدر درباره‌ی آن می‌دانید؟ این مقاله برخی از دانستنی‌های ضروری درباره‌ی تیتانیوم گرید ۳ را به شما می‌گوید تا بتوانید بهتر گرید مناسب تیتانیوم را انتخاب کنید.

تعریف پایه

تیتانیوم گرید ۳ (تیتانیوم خالص صنعتی گرید ۳) یک ماده فلزی بر پایه تیتانیوم است که عناصر ناخالصی ردیابی (مانند آهن، اکسیژن، کربن و غیره) به آن اضافه شده است. طبق استاندارد ASTM آمریکا، این فلز به سطح سوم تیتانیوم خالص صنعتی (CP Titanium) تعلق دارد که خلوص آن حدود 99.51٪ و مجموع ناخالصی‌های آن کمتر از 0.51٪ است. در مقایسه با گرید 1 و گرید 2، گرید 3 استحکام بالاتری دارد و از نظر خواص مکانیکی در میان تیتانیوم‌های خالص صنعتی بهترین است.

ویژگی‌های اصلی

۱. توازن بین استحکام بالا و چقرمگی خوب
حد جریان‌یافتگی (حدود ۲۵۰–۳۵۰ مگاپاسکال) و مقاومت کششی (حدود ۴۵۰–۵۵۰ مگاپاسکال) تیتانیوم گرید ۳ به‌طور قابل‌توجهی بالاتر از گرید ۱ و گرید ۲ (هر دو با مقاومت حدود ۲۰۰–۴۰۰ مگاپاسکال) است که برای شرایطی که نیاز به ظرفیت باربری بالاتر در حالی که استحکام ضربه‌ای خوبی حفظ می‌شود، مناسب است.

۲. مقاومت متوسط در برابر خوردگی
به دلیل محتوای بالای اکسیژن (معمولاً ≤0.35%)، مقاومت آن در برابر خوردگی در اسید، قلیا و آب دریا اندکی کمتر از گرید 1 و گرید 2 است، اما در اکثر محیط‌های ملایم همچنان قابل اعتماد بوده و به‌ویژه برای شرایط خوردگی متوسط با نیازهای سخت استحکامی مناسب است.

۳. سهولت پردازش
می‌توان آن را با فرآیندهای متداول فرآوری فلزات (مانند آهنگری، پرسکاری و ماشین‌کاری) شکل داد و اثر عملیات حرارتی آن محدود است. معمولاً با فرآوری سرد تقویت می‌شود.
۴. نقطه ذوب بالا و رسانایی حرارتی پایین
نقطه ذوب آن حدود ۱۶۶۰ درجه سانتی‌گراد و هدایت گرمایی آن حدود ۱۷ وات بر مترکلوین است که کمتر از فولاد ضدزنگ (حدود ۱۵–۵۰ وات بر مترکلوین) می‌باشد. باید به کنترل دما در حین پردازش توجه شود.

کاربردهای معمول

۱. هوافضا
در روزهای اولیه برای قطعات سازه‌ای هواپیما (مانند براکت‌ها و اتصالات) استفاده می‌شد. بعدها، به‌دلیل محبوبیت آلیاژهای تیتانیوم با گرید بالاتر، به‌تدریج به قطعاتی با نیازهای عملکردی اندکی پایین‌تر، مانند برخی محفظه‌های سیستم هیدرولیک، اختصاص یافت.

۲. حوزه پزشکی
برای ساخت ایمپلنت‌های غیرباربر (مانند پایه‌های ایمپلنت دندانی و ابزارهای جراحی) استفاده می‌شود. اگرچه استحکام آن از تیتانیوم خالص بهتر است، اما زیست‌سازگاری آن به‌طور قابل‌توجهی بهبود نیافته است. امروزه آلیاژهای تیتانیوم (مانند Ti-6Al-4V) به‌عنوان مواد رایج ایمپلنت بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۳. تجهیزات شیمیایی
روکش‌ها و اتصالات لوله‌ای راکتورهای شیمیایی، به‌ویژه در محیط‌های نسبتاً خورنده که نیاز به تعادل بین هزینه و استحکام دارند، گرید ۳ انتخابی اقتصادی است.

۴. صنعت خودروسازی
قطعات سیستم اگزوز خودروهای لوکس، با مقاومت در برابر خوردگی و پایداری در دمای بالا، اما کاربرد گستردهٔ آن محدود است (هزینه‌اش بالاتر از فولاد معمولی است).

احتیاط‌های لازم در پردازش و استفاده

۱. ویژگی‌های پردازش
– سخت‌کاری با فرآوری سرد آسان است و باید به صورت مرحله‌ای و با وقفه‌های عملیات آنیل انجام شود (دمای آنیل حدود ۷۰۰-۸۰۰ درجه سانتی‌گراد است)؛;
– جوشکاری نیازمند محافظت با گاز بی‌اثر (مانند آرگون) است تا از اکسید شدن و افت عملکرد جلوگیری شود.

۲. حفاظت در برابر خوردگی
– عملکرد در اسیدهای قوی (مانند اسید هیدروکلریک، اسید سولفوریک) یا محیط‌های کلریده‌دار با دمای بالا محدود است. توصیه می‌شود از پوشش ضد خوردگی استفاده شود یا به جای آن از آلیاژ تیتانیوم بهره گرفته شود؛;
– قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض آب دریا ممکن است باعث خوردگی گودال‌دار موضعی شود که نیازمند بازرسی منظم است.

۳. کنترل هزینه
قیمت آن بین تیتانیوم خالص و آلیاژ تیتانیوم قرار دارد، حدود ۱.۲ تا ۱.۵ برابر قیمت گرید ۲، و برای کاربردهایی مناسب است که به استحکام حساس هستند اما بودجه محدودی دارند.

مقایسه با سایر گریدهای تیتانیوم خالص صنعتی

خلاصه

تیتانیوم گرید ۳ به دلیل ویژگی‌های “قدرت ارتقا یافته و هزینه متوسط” همچنان در برخی حوزه‌های صنعتی یک ماده مهم است. با این حال، با توسعه فناوری آلیاژ تیتانیوم، سهم آن در سناریوهای پرطرفدار (مانند قطعات باربر هوافضا و ایمپلنت‌های پزشکی) به تدریج کاهش یافته و تمرکز بر بخش‌های خاص بازار معطوف شده است – مانند قطعاتی که نیاز به تعادل بین استحکام و محافظت متوسط در برابر خوردگی دارند، یا کاربردهای میان‌رده که نسبت به هزینه حساس‌تر هستند. هنگام انتخاب گرید ۳، لازم است که اولویت را به ارزیابی نیازهای واقعی شرایط کاری خاص برای استحکام و مقاومت در برابر خوردگی بدهیم، تا از اتلاف هزینه ناشی از طراحی بیش از حد جلوگیری کرده و خطرات پنهان ناشی از عملکرد ناکافی را پیشگیری نماییم.

شرکت داکسون آلیاژ. به کاربران سراسر جهان انواع گریدهای فلز تیتانیوم را ارائه می‌دهد. این فلز کیفیت خوبی دارد، قیمت آن پایین است و نرخ بازگشت مشتری بالایی دارد. اگر پروژه شما به پشتیبانی فلز تیتانیوم نیاز دارد، داکسون آلیاژ بهترین انتخاب شما خواهد بود. تماس با ما اکنون و اجازه دهید بهترین خدمات فروش را به شما ارائه دهیم.