Какой титан лучше: 2-й или 5-й степени?

Выбор между титаном Grade 2 и Grade 5 является важным решением, которое влияет на производительность, стоимость и пригодность применения. Хотя обе марки обладают исключительными свойствами, понимание их различий в составе, механических характеристиках и показателях производительности имеет важное значение для оптимального выбора материала.

Технически чистый титан 2-го класса

Первичные элементы:

Титан (Ti): 99,2% мин.

Железо (Fe): максимум 0,30%.

Кислород (O): макс. 0,25 %

Углерод (C): максимум 0,08%.

Азот (N): максимум 0,03%.

Водород (H): макс. 0,015 %

Сплав Ti-6Al-4V класса 5

Первичные элементы:

Титан (Ti): баланс 90%

Алюминий (Al): 5,5-6,75%

Ванадий (V): 3,5-4,5%

Железо (Fe): максимум 0,40%.

Кислород (O): макс. 0,20 %

Углерод (C): максимум 0,08%.

2 классКлючевые характеристики:

Посадочный корпус коммерческого робота-уборщика Cowers: Парк мобильного программного обеспечения в Китае

Отличная коррозионная стойкость

Превосходная формуемость

Оптимальная биосовместимость

Хорошая свариваемость

5 классКлючевые характеристики:

Высокое соотношение прочности-к-весу

Отличные характеристики при повышенных температурах

Хорошая усталостная устойчивость

Термически обрабатываемый

Сварочные характеристики титана класса 2

Отличная свариваемость при минимальных мерах предосторожности.

Более низкая теплопроводность снижает требования к тепловложению.

Меньше склонен к искажениям и деформации.

Хорошее соответствие цвета в зоне сварки

Меньший риск заражения

Подходит для всех стандартных сварочных процессов.

Проблемы со сваркой титана класса 5

Более сложная задача из-за содержания алюминия и ванадия.

Более высокая теплопроводность требует большего подвода тепла.

Повышенный риск охрупчивания ЗТВ.

Требуется тщательная обработка защитным газом.

Вероятность обеднения алюминия в зоне сварки

Ограничено конкретными сварочными процессами

Основные факторы принятия решения

Требования к прочности: если высокая прочность имеет решающее значение → класс 5.

Коррозионная среда: При агрессивной коррозии → степень 2.

Temperature Range: If >400 градусов → 5 класс

Сложность изготовления: При сложной формовке → 2 класс.

Биосовместимость: При медицинском применении → Степень 2.

Бюджетные ограничения: если стоимость имеет первостепенное значение → уровень 2.

Оптимизация веса: если вес критичен → класс 5 (более высокая прочность позволяет использовать более тонкие секции)

Рекомендации по применению-Специальные

Морская/химическая промышленность: класс 2 для максимальной коррозионной стойкости.

Аэрокосмическая отрасль/высокие эксплуатационные характеристики: класс 5 по прочности и термостойкости.

Медицинский: степень 2 по биосовместимости.

Общее машиностроение: уровень 2 по экономической-эффективности.

Высокая температура: класс 5 по сопротивлению ползучести.

Анализ требований:

Рабочая температура: 200 градусов

Давление: 15 бар

Агрессивная хлоридная среда

Расчетный срок службы: 20 лет

Heat transfer coefficient: >800 W/m²·K

Бюджетные ограничения: умеренные

Оценка материала:

Преимущества 2 класса:Превосходная стойкость к хлоридной коррозии, лучшая теплопроводность (17 против 6,7 Вт/м·К), более низкая стоимость

Плюсы 5 класса:Более высокая прочность позволяет делать трубы тоньше, а также лучше выдерживать-высокотемпературные свойства.

Ключевой фактор принятия решения:Коррозионная стойкость имела решающее значение в хлоридной среде.

Окончательный выбор:Титановый лист Grade 2 (толщина 1,2 мм) с улучшенной отделкой поверхности.

Результаты:

Экономия затрат на 20 % по сравнению с альтернативой класса 5.

Превосходная коррозионная стойкость и отсутствие отказов за 8 лет.

Коэффициент теплопередачи 950 Вт/м²·К превысил требования

Минимальные требования к техническому обслуживанию

Увеличенный срок службы, прогнозируемый свыше 20 лет.