A 3. fokozatú titán egy olyan típusú, a kereskedelemben lévő tiszta (CP) titán, elsősorban az alfa () fázisból (hatszögletű - csomagolt szerkezetből) áll, szobahőmérsékleten. Mechanikai tulajdonságait általában a lágyított állapotban (a leggyakoribb ellátási állapotban) határozzák meg, tipikus értékekkel a következők:
Erőtulajdonságok
A hozamszilárdság (0,2% -os eltolás): Körülbelül 370–480 MPa (54 000–70 000 psi), amely magasabb, mint az 1. és 2. fokozatú CP titán, és közepes - szilárdság tiszta titán fokozatának minősítve.
Szakítószilárdság (végső): Körülbelül 480–620 MPa (70 000–90 000 psi), amely alkalmas mérsékelt szilárdságot igénylő alkalmazásokhoz, anélkül, hogy magas - szilárdsági titánötvözeteket igényelne.
Hajlékonyság és plaszticitás
Meghosszabbítás a szünetben: 15–25% (50 mm -es mérőhossz felett). Noha az 1. fokozatnál alacsonyabb (20–30%) és a 2. fokozat (20–30%) CP titán, továbbra is jó szakítódarabolhatóságot tart fenn, lehetővé téve a kialakítást, mint például a hajlítás, a bélyegzés és a rajz.
A terület csökkentése: Körülbelül 30–40%, jelezve a kiváló keresztet - szekcionális összehúzódási kapacitás a törés és a kiegyensúlyozott műanyag teljesítmény előtt.
Keménység
Brinell keménység (HB): 110–140 HB; Rockwell keménység (HRB): 80–95 HRB. Mérsékelt keménysége kiegyensúlyozza a kopásállóságot és a megmunkálhatóságot.
Alacsony - hőmérsékleti teljesítmény
Megtartja a jó keménységet alacsony hőmérsékleten, jelentős törékeny átmenet nélkül. Még kriogén hőmérsékleten (pl. - 253 fok, a folyékony hidrogén hőmérséklete) elfogadható rugalmasságot tart fenn, így alkalmassá teszi az alacsony hőmérsékletű szolgáltatási alkalmazásokhoz.
Megjegyzés: A specifikus értékek kissé változhatnak a gyártási folyamatok (pl. Gördítés, kovácsolás) és a hőkezelési paraméterek alapján. A gyakorlati alkalmazásokhoz lásd a gyártó által nyújtott anyagteszt -jelentést (MTR).
Hasznossága ellenére a 3. fokozatú titánnak az ötvözetlen jellege miatt rejlő korlátozások vannak:
Alacsonyabb szilárdság, mint a titánötvözetek: A hozamszilárdsága (370–480 MPa) szignifikánsan alacsonyabb, mint az ötvözött titáné (pl. Ti - 6AL - 4V/5. fokozat, ~ 860} MPa hozamszilárdsággal). Ez miatt nem alkalmas nagy terhelésű alkalmazásokra, például repülőgép-szerkezeti alkatrészekre vagy nagynyomású edényekre.
Szegény magas - hőmérsékleti teljesítmény: A tiszta titán a 300 fok feletti erőteljesen csökken, és oxidációs ellenállása gyengül (mint a laza oxidfilmek). Így a 3. fokozatú titán általában a 300 fok alatti szolgáltatási hőmérsékletekre korlátozódik, és nem használható magas - hőmérsékleti környezetben, mint például a motor turbinák vagy a forró halál.
Alsóbbrendű korrózióállóság a speciális titánötvözetekhez: Noha a legtöbb környezetben jól teljesít (pl. Tengervíz, híg savak), kevésbé rezisztens az erősen korrozív tápközegekkel (pl. Koncentrált sósav, forró salétromsav, magas - koncentráció -klorid -oldatok), összehasonlítva a korrózióval - rezisztens titanium -ötvözetekhez (pl. Ti-0.15pd). Ilyen körülmények között hajlamos a pontozásra vagy a hasadékra korrózióra.
Magasabb költségek, mint a közönséges fémek: A tiszta titán komplex és energia - intenzív extrakciós folyamat (KROLL folyamat) sokkal magasabb nyersanyagköltséget eredményez, mint a szénacél vagy a rozsdamentes acél. Az alacsony szilárdsági követelményekkel rendelkező (pl. Általános csővezeték, napi áruk) költségekkel rendelkező költségek esetén ez kevesebb költség - hatékony, mint a hagyományos fémek.
Nehéz megmunkálhatóság: A titán alacsony hővezető képességgel rendelkezik (kb. 1/5 az acélból), ami a hőt a szerszám szélén koncentrálódik a megmunkálás során, ami gyors szerszám kopásához vezet. Ezenkívül a titán hajlamos a szerszámanyagokkal (pl. Magas - sebességű acél) magas hőmérsékleten kötődni, és speciális szerszámokat és folyamatokat igényel a - a megmunkálási hatékonyság csökkentése és a növekvő költségek.
A 3. fokozatú titán kihasználja a tiszta titán velejáró tulajdonságait, miközben egyensúlyt teremt az erő és a praktikusság között, a következő kulcsfontosságú előnyöket kínálva:
Kiegyensúlyozott erő és rugalmasság: A CP titán osztályok közül a 3. fokozatú szilárdsággal (370–480 MPa hozamszilárdság) nagyobb, mint az 1. és 2. fokozatú, miközben továbbra is jó rugalmasságot (15% –25% megnyúlás). Ez az egyensúly lehetővé teszi, hogy megfeleljen mind a szerkezeti terhelési követelményeknek, mind a kialakítási igényeknek (pl. Hegesztés, kovácsolás, hajlítás), így ideális a komplex - alakú alkatrészek, például az orvostechnikai eszközök és a kémiai csővezetékek számára.
Kiváló korrózióállóság: Természetes környezetben (légkör, édesvíz), tengeri környezetben (tengervíz, só spray) és a legtöbb ipari közegben (híg kénsav, híg sósav, szerves savak), a 3. fokozatú titán sűrű, stabil titán -dioxid (tio₂) passzív film képződik a felszínén. Ez a film megakadályozza a korrozív közegek behatolását, így jóval kiváló korrózióállóságot biztosít a szénacél és a rozsdamentes acél számára. Széles körben használják tengeri alkatrészekben, sótalanító berendezésekben és kémiai tárolótartályokban.
Kiváló biokompatibilitás: A tiszta titán nem - toxikus, nem - allergén, és nagyon kompatibilis az emberi szövetekkel (csontok, izmok), és nem okoz immun elutasítást. A 3. fokozatú titánot ezért széles körben használják orvostechnikai eszközökben, például ortopédiai implantátumokban (csavarok, csontlemezek) és fogplantátumokba.
Alacsony sűrűségű és magas fajlagos szilárdság: A titán sűrűsége kb. Míg a 3. fokozatú titán specifikus szilárdsága (szilárdság - - - sűrűség arány) alacsonyabb, mint a titánötvözeteké, még mindig meghaladja a szénacél és a rozsdamentes acéléét. Ez lehetővé teszi a könnyű alkalmazásokhoz (pl. Hordozható orvosi berendezések, kis tengeri alkatrészek), ahol a szerkezeti súly csökkentése kritikus.
Kiváló alacsony - hőmérsékleti szilárdság: A tiszta titánnak nincs gúnyolódása - törékeny átmeneti hőmérséklet. A 3. fokozatú titán szinte változatlan szilárdságot tart fenn a hőmérsékleti tartományban - 253 fok (folyékony hidrogén hőmérséklet) szobahőmérsékleten, elkerülve a törékeny törést, amely alacsony hőmérsékleten sújtja a szénacélt. Így jól - kriogén tervezéshez, például folyékony gáz tároló tartályokhoz és alacsony hőmérsékletű csővezetékekhez.
