O titânio de grau 3 CP é uma boa escolha para muitas indústrias, então quanto é que sabe sobre ele? Este artigo informa-o de alguns conhecimentos que deve saber sobre o titânio de grau 3 para o ajudar a escolher melhor o grau de titânio certo.
Definição básica
O titânio de grau 3 (titânio industrial puro de grau 3) é um material metálico baseado em titânio com elementos de impureza vestigiais (como ferro, oxigénio, carbono, etc.) adicionados. De acordo com a norma ASTM dos EUA, pertence ao terceiro nível de titânio puro industrial (CP Titanium), com uma pureza de cerca de 99,5% e um teor total de impurezas inferior a 0,5%. Em comparação com o Grau 1 e o Grau 2, o Grau 3 tem maior resistência e é a categoria com melhores propriedades mecânicas entre o titânio puro industrial.
Caraterísticas principais
1. Equilíbrio entre elevada resistência e boa tenacidade
O limite de elasticidade (cerca de 250-350 MPa) e a resistência à tração (cerca de 450-550 MPa) do titânio de grau 3 são significativamente superiores aos do grau 1 e do grau 2 (ambos têm limites de resistência de cerca de 200-400 MPa), o que é adequado para cenários que requerem uma maior capacidade de carga, mantendo uma boa resistência ao impacto.
2. Resistência moderada à corrosão
Devido ao elevado teor de oxigénio (normalmente ≤0,35%), a sua resistência à corrosão ácida, alcalina e da água do mar é ligeiramente inferior à do Grau 1 e do Grau 2, mas continua a ser fiável na maioria dos ambientes suaves, especialmente adequada para cenários de corrosão moderada com requisitos de resistência rigorosos.
3. Facilidade de processamento
Pode ser formado por processos convencionais de processamento de metais (como forjamento, estampagem, maquinagem), e o efeito do tratamento térmico é limitado. É normalmente reforçado por processamento a frio.
4. Elevado ponto de fusão e baixa condutividade térmica
O ponto de fusão é de cerca de 1660 ℃, e a condutividade térmica é de cerca de 17 W / (m-K), que é menor do que o aço inoxidável (cerca de 15-50 W / (m-K)). Deve-se prestar atenção ao controle de temperatura durante o processamento.
Aplicações típicas
1. Aeroespacial
Nos primeiros tempos, era utilizado para peças estruturais de aeronaves (como suportes e conectores). Mais tarde, devido à popularidade das ligas de titânio de grau superior, passou gradualmente a ser utilizado em peças com requisitos de desempenho ligeiramente inferiores, como algumas caixas de sistemas hidráulicos.
2. Domínio médico
Utilizado no fabrico de implantes não portadores de carga (como bases de implantes dentários e instrumentos cirúrgicos). Embora a sua resistência seja superior à do titânio puro, a sua biocompatibilidade não foi significativamente melhorada. Atualmente, as ligas de titânio (como o Ti-6Al-4V) são mais frequentemente utilizadas como materiais de implantes convencionais.
3. Equipamento químico
Revestimentos e conectores de tubos de reactores químicos, especialmente em ambientes moderadamente corrosivos que exigem um equilíbrio entre custo e resistência, o Grau 3 é uma escolha económica.
4. Indústria automóvel
Componentes de sistemas de exaustão de automóveis topo de gama, com a sua resistência à corrosão e estabilidade a altas temperaturas, mas a aplicação em grande escala é limitada (o custo é superior ao do aço comum).
Precauções de processamento e utilização
1. Caraterísticas de processamento
- O processamento a frio é fácil de endurecer e precisa ser realizado em etapas e intercalado com o tratamento de recozimento (a temperatura de recozimento é de cerca de 700-800 ℃);
- A soldadura requer proteção com gás inerte (como o árgon) para evitar a oxidação e a degradação do desempenho.
2. Proteção contra a corrosão
- O desempenho é limitado em ambientes com ácidos fortes (como o ácido clorídrico e o ácido sulfúrico) ou com cloretos a alta temperatura. Recomenda-se a aplicação de um revestimento anti-corrosão ou a utilização de uma liga de titânio;
- A exposição prolongada à água do mar pode provocar corrosão local por picadas, o que exige uma inspeção regular.
3. Controlo dos custos
O preço situa-se entre o titânio puro e a liga de titânio, cerca de 1,2-1,5 vezes o do grau 2, adequado para aplicações sensíveis à resistência mas com orçamentos limitados.
Comparação com outras qualidades de titânio CP
| Imóveis | Grau 1 | Grau 2 | Grau 3 | Grau 4 |
| Resistência à tração | 400 MPa | 500 MPa | 550 MPa | 700 MPa |
| Ductilidade | Excelente | Bom | Médio | Pobres |
| Resistência à corrosão | Excelente | Excelente | Moderado | Moderado |
| Custo | Mais baixo | Médio | Mais alto | Mais alto |
Resumo
O titânio de grau 3 continua a ser um material importante em alguns sectores industriais devido às suas caraterísticas de “resistência elevada e custo moderado”. No entanto, com o desenvolvimento da tecnologia de ligas de titânio, a sua quota em cenários de elevada procura (como peças de suporte de carga aeroespacial e implantes médicos) tem vindo a diminuir gradualmente, passando a centrar-se em segmentos de mercado específicos - como peças que necessitam de equilibrar resistência e proteção anticorrosiva média, ou aplicações de gama média que são mais sensíveis ao custo. Ao escolher o Grau 3, é necessário dar prioridade à avaliação das necessidades reais de condições de trabalho específicas em termos de força e resistência à corrosão, evitando o desperdício de custos causado por uma conceção excessiva e prevenindo perigos ocultos causados por um desempenho insuficiente.
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