Vruće valjani lim od legure titana GR3: svojstva komercijalno čistog titanijuma 3. razreda

Lim od titanijuma stepena 3: Šta GR3 zaista jeste

Titanijumski lim stepena 3 (GR3) je akomercijalno čist, nelegirani titanijumproizvod, a ne dvofazna legura kao što je Grade 5 (Ti-6Al-4V). ASTM B265 ga kontroliše zajedno sa stepenom 1, 2 i 4, a ta četiri stepena formiraju jednostavnu lestvicu snage koju pokreće uglavnom intersticijski kiseonik. Razred 1 je najmekši i najformabilniji, razred 4 najjači i najmanje duktilni, a stupanj 3 je u sredini. Taj srednji položaj je razlog zašto se toplo valjani GR3 lim tako često specificira u hemijskoj, medicinskoj, pomorskoj proizvodnji i proizvodnji desalinizacije: pruža znatno veću granicu tečenja od razreda 2, dok zadržava dovoljno izduženja za valjanje, savijanje, prirubljivanje i duboko izvlačenje.

Česta greška u dokumentaciji o nabavci je da se GR3 opiše kao legura titanijuma. GR3 ne sadrži namjerni dodatak aluminija ili vanadijuma, a njegova svojstva potiču od kisika, dušika i željeza koji se drže unutar granica ASTM B265. Ako crtež zahtijeva zateznu ploču od 900 MPa, tačan odgovor je Grade 5 ili Grade 23, a ne GR3.

Hemijski sastav i mehanička svojstva

ASTM B265 postavlja maksimalne nivoe međuprostora i željeza za svaku komercijalno čistoću. Intersticijalni elementi su efektivno legirajući elementi nelegiranog titanijuma, tako da je povećanje kiseonika sa 0,18 procenata na 0,35 procenata ono što pretvara ponašanje stepena 1 u ponašanje stepena 3.

Uobičajeni rezultati minimalne sobne{0}}temperature za žareni lim i ploču su navedeni ispod. Vrijednosti se primjenjuju na gotov proizvod nakon specificiranog žarenja i to su minimumi, a ne tipični prosjeci za mljevenje, tako da dobavljač mora prijaviti stvarne rezultate ispitivanja u odnosu na njih.

Za GR3 praktične posljedice su minimalna vlačna čvrstoća od 450 MPa, minimalna granica popuštanja od 380 MPa i minimalno istezanje od 18 posto. Gustina je 4,51 g/cm3, tačka topljenja oko 1668 C, modul elastičnosti otprilike 105 GPa i toplotna provodljivost blizu 21,9 W/(m K). Ove brojke objašnjavaju logiku odabira razreda: GR3 daje oko 38 posto veću granicu tečenja nego Grade 2, dok zadržava korisnu duktilnost.

Proces vrućeg valjanja i stanje proizvoda

Vruće valjanje se koristi kada potrebna debljina premašuje ono što hladno valjanje može isplatiti, obično iznad 4 mm do 5 mm, a to je i put za široku ploču. Ploča ili ingot se zagrijava u beta ili gornje alfa-beta polje, valja u nekoliko prolaza, zatim žari i uklanja kamenac. Smanjenje debljine po prolazu je ograničeno jer se titanijumski rad brzo stvrdnjava i njegova niska toplotna provodljivost održava površinu hladnom dok jezgro ostaje vruće, tako da se raspored valjanja i koraci ponovnog zagrevanja moraju kontrolisati kako bi se izbeglo preklapanje površine i pucanje ivica.

Žareno i kiselo (AP):zadani uvjet isporuke, sa mat sivom površinom bez oksida-proizvedenom kiselinom nakon žarenja; pogodan za oblikovanje i zavarivanje.

Vruće valjani, žareni, ne-ukiseljeni:tamna površina mlinske{0}}razmjere koja se koristi na mjestu gdje će se dio naknadno obraditi ili pjeskariti.

Brušeni ili polirani:Debljina{0}}kontrolisana ploča za zaptivače, medicinske i vakuumske usluge gdje površinski defekti kontroliraju vijek trajanja.

Svijetlo žareno:proizvedeno u zaštitnoj atmosferi za čistu površinu bez kiseljenja, uglavnom na tanjem materijalu.

ASTM B265 pokriva listove, trake i ploče od otprilike 0,4 mm do 100 mm debljine, a JIS H4600 i GB/T 3620.1 pružaju odgovarajuće japanske i kineske okvire za iste komercijalno čiste vrste. U GB/T 3620.1 komercijalno čiste oznake su TA1, TA2, TA3 i TA4, koje se preslikavaju na ASTM razrede od 1 do 4; TA3 je uobičajeni kineski ekvivalent GR3 i često je ocjena koja se navodi na domaćim crtežima.

Standardni opseg i dimenzije

Dobavljači toplo valjanog GR3 lima obično navode omotnicu, a ne jednu veličinu, a dostižna širina se smanjuje kako debljina raste zbog ograničenja opterećenja valjaonice.

Primjena toplo valjanog GR3 titanijumskog lima

Hemijska i petrohemijska oprema:obloge posuda pod pritiskom, unutrašnjost kolone, cijev izmjenjivača topline i reakcione posude koje rukuju hloridima, oksidirajućim kiselinama i hipohloritom.

Desalinizacija i marina:školjke isparivača, ploča za rukovanje slanom vodom i komponente cjevovoda za morsku vodu gdje bi stepen 2 bio marginalni po čvrstoći.

Medicinski i farmaceutski:okviri opreme, nosači i hardver bez-implantata koji zahtijevaju otpornost na koroziju plus čišćenje u autoklavu.

Elektronika i elektrohemija:elektrodne ploče, anodne korpe, držači za oblaganje i komponente za{0}}nose struje gdje je prihvatljiv viši nivo kiseonika.

Vazduhoplovstvo i opšte inženjerstvo:nosači, nosači kanala i ne-nekritični dijelovi okvira aviona kod kojih nije potrebna krutost ili čvrstoća stepena 5.

Zajednička nit je umjerena čvrstoća u kombinaciji s odličnom otpornošću na hloridnu koroziju i pukotinu, plus pasivni oksidni film koji se ponovo-formira odmah nakon grebanja.

Kako odrediti i pregledati GR3 list

Izvodljiva specifikacija kupovine za GR3 list navodi standard, razred, stanje, dimenzije i zahtjeve za ispitivanje zajedno, jer je dvosmislena narudžba uobičajeni uzrok odbijenog materijala.

Standard i razred:ASTM B265 Grade 3, JIS H4600 Klasa 3, ili GB/T 3620.1 TA3, eksplicitno citirano.

stanje:žareni i kiseli, žareni i očišćeni od kamenca, mljeveni ili svijetlo žareni.

Dimenzije:debljina sa klasom tolerancije, širinom, dužinom i stanjem ruba.

testiranje:test napetosti po lotu, hemijska analiza, tvrdoća gde je dogovoreno i ultrazvučni pregled ploče koja se koristi u radu pod pritiskom.

dokumentacija:Certifikat o ispitivanju mlina sa toplotnim brojem koji se može pratiti do zavojnice ili ploče, plus izvještaj o inspekciji dimenzija.

Prilikom prijema, provjerite toplinski broj prema certifikatu, izmjerite debljinu na nekoliko tačaka po širini, provjerite ravnost i nagib i potvrdite da površina nema preklopa, inkluzija kamenca i dubokih tragova brušenja. Titanijum nije magnetski, pa se provjera materijala oslanja na hemijsku analizu ili sortiranje vrtložnim-strujama umjesto magnetnog sortiranja.

Često postavljana pitanja

P: Da li je titanijum 3. razreda legura ili komercijalno čist metal?
GR3 je komercijalno čist titanijum. Nema namjernog dodatka legure; kiseonik i drugi intersticijalni elementi unutar ASTM B265 granica daju razliku u čvrstoći u odnosu na stepen 2.

P: Koja je razlika između 2. i 3. razreda?
Stupanj 3 dozvoljava do 0,35 posto kisika naspram 0,25 posto za stupanj 2, podižući minimalnu vlačnu čvrstoću sa 345 MPa na 450 MPa i minimalnu granicu tečenja sa 275 MPa na 380 MPa, dok izduženje pada sa 20 posto na 18 posto.

P: Koji standardi pokrivaju toplo valjani GR3 titanijumski lim?
ASTM B265, JIS H4600 i GB/T 3620.1 su uobičajene reference, sa TA3 kao kineskim komercijalno čistim ekvivalentom sastava Grade 3.

P: Koji raspon debljina je obično dostupan?
Vruće valjani GR3 lim se obično isporučuje od oko 0,5 mm do 30 mm debljine, širine od 600 mm do 2500 mm i dužine sečenja od 1000 mm do 3000 mm.

P: Da li se GR3 lim može zavariti?
Da. GR3 se lako zavari metodama gasnog volframovog luka i plazme, pod uslovom da su rastopljeni bazen i vrući metal zaštićeni inertnim gasom i da je spoj čist i bez oksida-. Obično se koristi dodatni metal odgovarajuće ili nešto niže čvrstoće.

P: Kada treba izabrati ocenu 5 umesto ocene 3?
Odaberite razred 5 ili drugu leguru kada je dizajnu potrebna zatezna čvrstoća znatno iznad 450 MPa, kada je potrebna povišena-temperaturna čvrstoća ili kada ušteda na težini opravdava višu cijenu i nižu sposobnost oblikovanja legure.