Barra tonda in titanio commercialmente puro di grado 2 (UNS R50400) conforme alle norme ASTM B348 / ASME SB-348, progettata per applicazioni nei settori della lavorazione chimica, navale, della desalinizzazione e medico-sanitario che richiedono una resistenza alla corrosione superiore e un’eccellente saldabilità.
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| Parametro | Valore |
|---|---|
| Materiale | Titanio commercialmente puro (CP Ti Grado 2) |
| Designazione UNS | R50400 |
| Standard primario | ASTM B348 / ASME SB-348 |
| Standard medico | ASTM F67 / ISO 5832-2 |
| Gamma di diametri | 6 mm – 300 mm |
| Lunghezza | Fino a 6.000 mm (disponibile in tagli su misura) |
| Condizione | Ricotto |
| Finitura superficiale | Al grezzo, tornito o rettificato (h9–h11) |
| Certificato di prova in fabbrica | EN 10204 3.1 |
| MOQ | 10 kg |
| Tempi di consegna | 3–7 giorni lavorativi (prodotti in magazzino) / 2–4 settimane (prodotti su misura) |
Il titanio di grado 2 è classificato come titanio commercialmente puro (CP) — una forma non legata di titanio costituita principalmente da titanio, con limiti rigorosamente controllati per quanto riguarda gli elementi interstiziali e residui. Alla temperatura di esercizio, il titanio CP di grado 2 si presenta interamente sotto forma di fase alfa a impacchettamento esagonale compatto (HCP), senza aggiunte di elementi leganti che ne determinino la formazione della fase beta. Questa struttura monofasica alfa è alla base della sua eccezionale saldabilità e formabilità.
| Elemento | Massimo (wt%) |
|---|---|
| Titanio | Equilibrio |
| Ossigeno (O) | 0.25 |
| Ferro (Fe) | 0.30 |
| Carbonio © | 0.08 |
| Azoto (N) | 0.03 |
| Idrogeno (H) | 0.015 |
| Altri elementi, ciascuno | 0.10 |
| Altri elementi, totale | 0.40 |
Fonte: ASTM B348-19, Tabella 1 — Requisiti chimici
Gradi di titanio CP (da 1 a 4) si distinguono per il contenuto ammesso di ossigeno e ferro, che determina il limite di snervamento. Il grado 2 si colloca nella fascia intermedia:
L'assenza di elementi di lega fa sì che il Grado 2 conservi la naturale resistenza alla corrosione e la biocompatibilità del titanio puro, rendendolo adatto sia ad applicazioni a contatto con sostanze chimiche sia ad applicazioni mediche impiantabili (ASTM F67, ISO 5832-2).
La barra in titanio di grado 2 allo stato ricotto soddisfa i seguenti requisiti minimi di proprietà meccaniche secondo ASTM B348-19. I valori effettivi di laminazione superano in genere tali valori minimi; i certificati di collaudo EN 10204 3.1 documentano i risultati specifici per ogni lotto di produzione.
| Proprietà | Valore minimo | Unità | Metodo di prova |
|---|---|---|---|
| Resistenza alla trazione massima (UTS) | 345 | MPa (50 ksi) | ASTM E8 |
| Resistenza allo snervamento (offset 0,2%) | 275 | MPa (40 ksi) | ASTM E8 |
| Allungamento in 50 mm (2 pollici) | 20 | % | ASTM E8 |
| Riduzione dell'area | 30 | % | ASTM E8 |
Tutti i valori sono valori minimi secondo la norma ASTM B348-19, Tabella 3. Il materiale viene fornito in stato ricotto.
| Proprietà | Valore | Unità |
|---|---|---|
| Densità | 4.51 | g/cm³ |
| Modulo elastico | 103 | GPa |
| Conduttività termica | 16.4 | W/m·K |
| Coefficiente di dilatazione termica (20–100 °C) | 8.6 | µm/m·°C |
| Intervallo di fusione | 1,668 | °C (3.034 °F) |
| Temperatura di trasformazione alfa-beta | 882.5 | °C (1.620 °F) |
Il titanio di grado 2 mantiene proprietà meccaniche adeguate in un ampio intervallo di temperature:
Queste caratteristiche rendono le barre di grado 2 adatte alla realizzazione di componenti per serbatoi criogenici, supporti per tubazioni di scambiatori di calore e elementi interni di reattori chimici che operano a temperature moderatamente elevate.
Il titanio di grado 2 deve la sua resistenza alla corrosione a uno strato passivo di biossido di titanio (TiO₂) stabile e autorigenerante, che si forma spontaneamente a contatto con l’ossigeno o l’umidità. Questo strato ha in genere uno spessore compreso tra 2 e 10 nm, è altamente aderente e, in caso di danneggiamento, si rigenera in pochi millisecondi, purché nell’ambiente sia presente una traccia di ossigeno o acqua.
| Ambiente | Prestazioni | Note |
|---|---|---|
| Acqua di mare (fino a 315 °C / 600 °F) | Eccellente | Completamente resistente; progettato per evitare fessure strette |
| Acidi ossidanti (HNO₃, H₂SO₄ diluito) | Eccellente | Compreso l'HNO₃ concentrato |
| Soluzioni acquose di sali | Eccellente | comprese le salamoie di NaCl e MgCl₂ |
| Mezzi alcalini (NaOH, KOH) | Eccellente | Ampio intervallo di concentrazione e temperatura |
| Composti organici e acidi | Eccellente | Compresi gli acidi acetico, lattico e citrico |
| Cloro e bromo gassosi in fase umida | Eccellente | Richiede la presenza di tracce di umidità o ossigeno |
| Acidi leggermente riducenti | Buono | Con inibitori passivanti |
| Acidi fortemente riducenti (HCl, H₂SO₄ concentrato) | Non consigliato | Rischio di dissoluzione attivo |
| Soluzioni alcaline di perossido | Non consigliato | Attacco chimico |
| Sali di cloruro fusi | Non consigliato | Corrosione ad alta temperatura |
Negli ambienti di lavorazione chimica, il titanio di grado 2 offre prestazioni costantemente superiori rispetto all’acciaio inossidabile 316L in termini di:
Anche il vantaggio in termini di peso è significativo: con una densità di 4,51 g/cm³, il titanio di grado 2 è circa 43% più leggero dell’acciaio inossidabile 316L (7,98 g/cm³), riducendo così il carico strutturale nelle applicazioni relative a recipienti a pressione e tubazioni.
La corrosione interstiziale può verificarsi in soluzioni calde di alogenuri o solfati con concentrazioni superiori a 1.000 ppm a temperature superiori a 75 °C. La progettazione dei componenti dovrebbe prevedere l'eliminazione di fessure strette in ambienti marini e in presenza di sostanze chimiche ad alto contenuto di cloruro.
La barra tonda in titanio commercialmente puro di grado 2 viene scelta in numerosi settori industriali in cui la resistenza alla corrosione, la leggerezza e l’affidabilità nella saldabilità rappresentano priorità ingegneristiche.
La barra in titanio di grado 2 è ampiamente utilizzata per la realizzazione di alberi di agitatori, componenti interni di reattori, alberi di pompe, steli di valvole ed elementi di fissaggio negli impianti chimici. Il materiale resiste agli acidi ossidanti, ai flussi di processo clorurati e alle soluzioni saline che causano un rapido deterioramento dei componenti in acciaio al carbonio e in acciaio inossidabile. Gli ambienti di processo tipici includono la produzione di cloro-alcali, la sintesi farmaceutica e la produzione di fertilizzanti.
Le piattaforme offshore, le condotte sottomarine e gli accessori per scafi navali realizzati con barre di titanio di Grado 2 offrono una resistenza totale alla corrosione da acqua di mare fino a 315 °C (600 °F). I componenti navali, tra cui alberi di trasmissione, perni del timone e dispositivi di ormeggio, sono realizzati con barre di titanio di grado 2 per eliminare i problemi di corrosione galvanica e di incrostazioni biologiche associati all’uso del bronzo e dell’acciaio inossidabile in ambiente marino.
Le piastre tubiere, i componenti dei condensatori e le barre strutturali utilizzate negli impianti di desalinizzazione a flash multistadio (MSF) e a osmosi inversa (RO) sono prodotti a partire da Titanio ASTM B348 Grado 2. La resistenza di questo materiale alla corrosione da salamoia e alla formazione di incrostazioni lo rende un materiale da costruzione di riferimento nelle specifiche dei progetti di desalinizzazione a livello mondiale.
Per le strutture di dispositivi medici non impiantabili, i componenti strumentali e alcuni strumenti chirurgici, si utilizza una barra di Grado 2 conforme alle norme ASTM F67 e ISO 5832-2. La sua biocompatibilità è attestata dai protocolli di valutazione biologica previsti dalla norma ISO 10993. Per gli impianti ortopedici portanti che richiedono una resistenza maggiore, vengono invece tipicamente specificati il Grado 4 o il Grado 23 (Ti-6Al-4V ELI).
Le barre di titanio di grado 2 vengono lavorate per ottenere semilavorati per piastre tubiere, supporti per deflettori e tiranti per scambiatori di calore a fascio tubiero che operano in ambienti chimici aggressivi o salini. La combinazione di conducibilità termica (16,4 W/m·K), resistenza alla corrosione e bassa densità rende il grado 2 un’alternativa economicamente vantaggiosa a lungo termine alle leghe di rame-nichel negli scambiatori di calore utilizzati in ambienti corrosivi.
I semilavorati per catodi, le barre per anodi, i telai dei cestelli e i componenti delle maschere utilizzati nelle operazioni di galvanoplastica vengono abitualmente realizzati in titanio di grado 2. Il materiale è inerte nella maggior parte dei bagni elettrolitici, resiste alla dissoluzione anodica e mantiene la stabilità dimensionale anche in seguito a ripetuti cicli termici: proprietà che riducono la frequenza di sostituzione e migliorano la purezza del bagno di placcatura.
Il titanio di grado 2 è considerato uno dei gradi di titanio più facilmente saldabili. La sua microstruttura alfa monofasica non contiene elementi di lega che generino fasi intermetalliche o infragilimento della zona termicamente alterata (HAZ) durante la saldatura — un vantaggio significativo rispetto ai gradi legati come il Grado 5 (Ti-6Al-4V).
Parametri di saldatura consigliati:
| Parametro | Specifiche |
|---|---|
| Metallo d'apporto | ERTi-2 per AWS A5.16 / SFA-5.16 |
| Processo | GTAW (TIG), GMAW (MIG), fascio di elettroni, laser |
| Gas di protezione | Argon (purezza minima 99,999%), miscele Ar/He |
| Scudo posteriore | Obbligatorio — proteggere la zona di saldatura fino a una temperatura inferiore a 427 °C (800 °F) |
| Preriscaldare | Non richiesto per la maggior parte degli spessori |
| Trattamento termico post-saldatura | Distensione a 480–595 °C (900–1.100 °F) per la riduzione delle tensioni residue |
Requisito fondamentale: Le saldature in titanio devono essere completamente protette dalla contaminazione atmosferica (ossigeno, azoto, idrogeno) durante e dopo la saldatura, fino a quando il metallo non si raffredda al di sotto dei 427 °C (800 °F). L'assorbimento di ossigeno o azoto al di sopra di questa temperatura provoca lo scolorimento della superficie e l'infragilimento. Un colore della saldatura dorato, grigio-argento o paglierino chiaro indica una protezione adeguata; il blu, il grigio o il bianco indicano la presenza di contaminazione.
Il titanio di grado 2 è lavorabile, ma richiede procedure specifiche per prevenire l'usura degli utensili e l'incrudimento:
Il grado 2 è generalmente considerato più lavorabile del grado 5 (Ti-6Al-4V), grazie alla sua minore resistenza e all'assenza di fasi di lega dure.
| Gamma di diametri | Condizioni della superficie | Tolleranza tipica | Rettilineità |
|---|---|---|---|
| da 6 a 25 mm | Trafilato a freddo / tornito | h9 | ≤ 1 mm/m |
| 26 – 80 mm | Laminato a caldo / tornito | h10–h11 | ≤ 1,5 mm/m |
| 81 – 150 mm | Laminato a caldo / forgiato | h11 | ≤ 2 mm/m |
| 151 – 300 mm | Come forgiato / tornito grezzo | ±3 mm | Di comune accordo |
Su richiesta sono disponibili tolleranze più strette (ad es. finitura rettificata h8). Tutte le tolleranze sono conformi alla norma ISO 286-1 per gli alberi.
| Lunghezza | Descrizione |
|---|---|
| da 500 a 3.000 mm | Lunghezze standard a magazzino |
| Fino a 6.000 mm | Lunghezza estesa, ordine di laminazione |
| Taglio a misura | Tolleranza standard di taglio con sega: ±2 mm |
| Personalizzato | Disponibile in qualsiasi lunghezza, con un quantitativo minimo d'ordine |
La barra tonda in titanio di grado 2 viene fornita in condizione di ricottura salvo diversa indicazione. Sono disponibili condizioni alternative previo accordo:
Ogni ordine è supportato da:
I due tipi di barre in titanio più comunemente specificati sono il Grado 2 (titanio commercialmente puro, UNS R50400) e il Grado 5 (lega Ti-6Al-4V, UNS R56400). La scelta dipende dall’equilibrio tra i requisiti di resistenza meccanica, resistenza alla corrosione, saldabilità e formabilità richiesti dall’applicazione.
| Proprietà | Grado 2 (CP Ti) | Grado 5 (Ti-6Al-4V) |
|---|---|---|
| UNS | R50400 | R56400 |
| Standard primario | ASTM B348 | ASTM B348 / AMS 4928 |
| Resistenza alla trazione minima | 345 MPa (50 ksi) | 895 MPa (130 ksi) |
| Resistenza allo snervamento minima | 275 MPa (40 ksi) | 828 MPa (120 ksi) |
| Densità | 4,51 g/cm³ | 4,43 g/cm³ |
| Saldabilità | Eccellente (ERTi-2) | Buono — richiede una schermatura inerte rigorosa e un trattamento termico post-saldatura (PWHT) |
| Formabilità | Eccellente | Moderato (richiede una formatura a temperatura elevata) |
| Resistenza alla corrosione | Eccellente | Eccellente |
| Lavorabilità | Moderato | Più difficile (maggiore intensità) |
| Microstruttura | Alfa monofase | Alfa-beta bifasico |
| Biocompatibilità | Elevato (ASTM F67, ISO 5832-2) | Elevato (ASTM F1472, ISO 5832-3) |
| Applicazioni tipiche | Impianti chimici, settore navale, desalinizzazione, galvanotecnica | Strutture aerospaziali, impianti ortopedici, elementi di fissaggio per carichi elevati |
Gli ingegneri scelgono solitamente il Grado 2 quando:
Il grado 5 (Ti-6Al-4V) è la scelta più indicata quando:
Qual è la differenza tra il Grado 2 e Titanio di grado 5?
Il grado 2 è titanio commercialmente puro (non legato) con una resistenza alla trazione minima di 345 MPa. Il grado 5 (Ti-6Al-4V) è una lega contenente 6% di alluminio e 4% di vanadio, che offre una resistenza alla trazione minima circa 2,6 volte superiore (895 MPa). Il grado 2 è preferibile quando sono richieste saldabilità, formabilità e resistenza alla corrosione superiori; il grado 5 viene scelto per applicazioni che richiedono elevata resistenza strutturale e resistenza alla fatica.
Quali norme si applicano alle barre tonde in titanio di grado 2?
La specifica principale è ASTM B348 (e la norma ASME SB-348 per l'impiego in recipienti a pressione), che riguarda le barre e le billette in titanio e in leghe di titanio. Per le applicazioni mediche, ASTM F67 (impianti chirurgici — titanio commercialmente puro) e ISO 5832-2 applicare. I certificati di collaudo in fabbrica vengono rilasciati in base a EN 10204 3.1.
Il titanio di grado 2 è saldabile? E quale metallo d'apporto si utilizza?
Saldature in titanio di grado 2 utilizzando i processi GTAW (TIG) o GMAW (MIG). Il metallo d'apporto consigliato è ERTi-2 secondo AWS A5.16 / SFA-5.16. La saldatura deve essere eseguita sotto protezione di argon ad elevata purezza (minimo 99,999%), mantenendo la protezione residua fino a quando la zona di saldatura non si raffredda al di sotto dei 427 °C (800 °F). Una corretta protezione con gas di protezione produce una saldatura di colore grigio-argento o paglierino chiaro; un’alterazione del colore verso il blu o il bianco indica una contaminazione da ossigeno.
È possibile utilizzare barre in titanio di grado 2 in ambienti con acqua di mare?
Il titanio di grado 2 è completamente resistente alla corrosione causata dall'acqua di mare a temperature fino a 315 °C (600 °F) — un livello di prestazioni che l'acciaio al carbonio e la maggior parte degli acciai inossidabili non riescono a eguagliare. La corrosione interstiziale rappresenta un potenziale rischio in presenza di salamoia calda e concentrata a temperature superiori a 75 °C; la progettazione dei componenti dovrebbe eliminare la presenza di fessure strette in tali condizioni operative.
Quali sono le proprietà meccaniche delle barre in titanio di grado 2 secondo la norma ASTM B348?
Per ASTM B348-19 (condizione ricotta): resistenza alla trazione massima minima 345 MPa (50 ksi), limite di snervamento minimo 275 MPa (40 ksi, 0,2% di offset), allungamento minimo 20% (su 50 mm) e riduzione minima di sezione 30%. I valori effettivi di fabbrica sono documentati nel certificato di collaudo di fabbrica EN 10204 3.1 fornito con ogni ordine.
Quali sono le gamme dimensionali e le tolleranze disponibili per le barre tonde in titanio di grado 2?
I diametri dei prodotti a magazzino vanno da 6 mm a 300 mm. Le tolleranze standard vanno da h9 a h11 secondo la norma ISO 286-1, a seconda del diametro e delle condizioni della superficie (tornita, trafilata a freddo o laminata). Sono disponibili lunghezze fino a 6.000 mm; è disponibile il servizio di taglio a misura con una tolleranza di taglio a sega di ±2 mm. Su richiesta sono disponibili finiture rettificate con tolleranza h8 e inferiori.
Rilasciate certificati di collaudo in fabbrica secondo la norma EN 10204 3.1?
La certificazione EN 10204 3.1 è di serie su tutti gli ordini. Il certificato MTC riporta la composizione chimica effettiva e i risultati delle prove meccaniche, certificati da un ente di ispezione indipendente e tracciabili fino al numero di colata/lotto. I certificati fanno riferimento alla norma applicabile (ASTM B348, ASTM F67 o altre, come specificato).
Qual è la quantità minima d'ordine (MOQ) e i tempi di consegna tipici?
La quantità minima d'ordine è di 10 kg. I tempi di consegna per gli articoli disponibili a magazzino sono in genere di 3–7 giorni lavorativi. Per le misure personalizzate, le tolleranze speciali o gli ordini di grandi volumi, i tempi di consegna sono di 2–4 settimane, a seconda del diametro e della quantità. Contattate il team commerciale per informazioni specifiche sulla disponibilità a magazzino e per ricevere una risposta alla vostra richiesta di preventivo entro 24 ore.
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