Титан класса 2 является знаменитой “рабочей лошадкой” титановой промышленности. Будь вы инженером, проектирующим теплообменник, или менеджером по закупкам, подбирающим материалы для морского проекта, понимание нюансов этого материала крайне важно.
Это полное руководство охватывает все, начиная с технических спецификаций (стандарты ASTM) и заканчивая реальными советами по изготовлению, помогая вам решить, является ли Grade 2 правильным выбором для вашего применения.
Что такое титан класса 2?
Титан класса 2 (UNS R50400) является наиболее широко используемым Коммерчески чистый (CP) марка титана. Это нелегированный титан с альфа-фазой, который обеспечивает отличный баланс умеренной прочности и превосходной пластичности.
Эксперты отрасли часто называют класс 2 “Оценка ”Златовласка" из семейства CP, потому что он находится в промежуточном положении между другими классами:
- Прочнее, чем 1 класс: Марка 1 мягкая и используется в основном для глубокой вытяжки.
- Более устойчив к внешним воздействиям, чем 3 и 4 классы: Несмотря на то, что 3 и 4 классы обладают более высокой прочностью, они становятся более хрупкими и труднее поддаются формовке.
- Оценка 2 - “В самый раз”: Минимальный предел текучести составляет 275 МПа (40 кси) при сохранении достаточной пластичности для холодной формовки без образования трещин.
Технические характеристики и данные
Для инженеров и специалистов по контролю качества точность является ключевым фактором. Класс 2 обычно охватывается основными международными стандартами, такими как ASTM B265 (Лист/пластина), ASTM B338 (Трубки), и ASTM B348 (Барс).
Химический состав (Max %)
Небольшое количество кислорода и железа действует как “интерстициальные усилители”, придавая Grade 2 его уникальные свойства.
| Элемент | Символ | Содержание (максимум %) |
|---|---|---|
| Титан | Ti | Баланс |
| Кислород | O | 0.25 |
| Железо | Fe | 0.30 |
| Углерод | C | 0.08 |
| Азот | N | 0.03 |
| Водород | H | 0.015 |
Механические свойства (При комнатной температуре)
Обратите внимание на высокий процент удлинения (20%), что указывает на отличную формуемость. Основное преимущество перед легированным титаном.
| Недвижимость | Метрика | Imperial |
|---|---|---|
| Прочность на разрыв (мин.) | 345 МПа | 50 кси |
| Предел текучести (смещение 0,2%) | 275 МПа | 40 кси |
| Удлинение | 20% | 20% |
| Твердость (прибл.) | ~145-200 HV | ~160-200 HB |
Физические свойства
| Недвижимость | Значение | Примечание |
|---|---|---|
| Плотность | 4,51 г/см³ | ~45% легче стали |
| Температура плавления | 1660 °C (3020 °F) | Отличная термостойкость |
| Магнитная проницаемость | Нет | Немагнитный |
| Кристаллическая структура | Альфа (HCP) | Стабилен при комнатной температуре |
Почему стоит выбрать Grade 2? Ключевые преимущества
Хотя исходные данные впечатляют, понимание практических преимуществ - вот что важно для вашего проекта. Вот почему Grade 2 является самым популярным материалом для промышленное применение.
Превосходная коррозионная стойкость
Это основная причина, по которой инженеры указывают Grade 2. При воздействии кислорода титан мгновенно образует стабильную, непрерывную и плотно прилегающую оксидная плёнка. Эта пленка создает пассивный барьер, защищающий металл в агрессивных средах:
- Морская вода и морские атмосферы: Практически не подвержен щелевой коррозии и точечной коррозии при температуре до 315°C (600°F).
- Влажный хлор: Широко используется для отбеливания бумаги и на хлорно-щелочных заводах.
- Кислоты: Устойчив ко многим окислительным кислотам (например, азотной и хромовой) и промышленным химикатам.
Король“ холодной штамповки
В отличие от Титан 5 класса, который трудно гнется при комнатной температуре и часто требует нагрева, Grade 2 обладает превосходными характеристиками. пластичность.
- Это может быть холодная штамповка с использованием стандартных листогибочных прессов, гидропрессов и гибочного оборудования.
- Она позволяет выполнять глубокую вытяжку и создавать сложные формы, такие как днища сосудов и пластины теплообменников, без образования трещин.
Высокое соотношение прочности и веса
Хотя Grade 2 не так прочен, как аэрокосмические сплавы, он все же сопоставим по пределу текучести со многими обычными нержавеющими сталями, но весит 45% меньше. Это делает его идеальным для применения в тех случаях, когда экономия веса имеет решающее значение - например, в морских трубопроводах, - но где нет необходимости в чрезвычайной прочности (и стоимости) Grade 5.
Сравнительный анализ: 2 класс по сравнению с другими материалами
Этот раздел поможет вам сориентироваться в наиболее распространенной дилемме при покупке: “Что купить: 2-й или 5-й класс?”
Степень 2 (CP) против степени 5 (Ti-6Al-4V)
Хотя класс 5 (Ti-6Al-4V) является “аэрокосмическим стандартом”, его часто чрезмерно продуманная конструкция для наземного промышленного применения, что приводит к лишним затратам.
| Характеристика | Класс 2 (коммерчески чистый) | Класс 5 (сплав Ti-6Al-4V) |
|---|---|---|
| Основной атрибут | Коррозия и формуемость | Высокая прочность |
| Предел текучести | ~275 МПа (умеренное) | ~828 МПа (очень высокое) |
| Формуемость | Превосходно (поддается холодному изгибу) | Плохо (высокая пружинистость; трудно гнуть) |
| Свариваемость | Превосходно | Хорошо (но требует более тщательного ухода) |
| Стоимость | Нижний | Выше |
Совет по принятию решения:
- Выбирайте класс 2, если: Вам нужно для обширной сварки, изгибания материала в форме (например, труб или резервуаров) или для обеспечения максимальной коррозионной стойкости в химических средах.
- Выберите 5 класс, если: Снижение веса в сочетании с чрезвычайной прочностью конструкции имеет решающее значение (например, детали гоночных автомобилей, аэрокосмический крепеж), и вам не нужно делать много холодной гибки.
Титан класса 2 против нержавеющей стали 316
Многие проекты переходят от От нержавеющей стали до титана по соображениям производительности. Вот три основных драйвера:
- Вес: Титан класса 2 имеет приблизительно Зажигалка 45% чем 316 Нержавеющая Сталь, обеспечивающая значительную экономию веса.
- Хлориды: Нержавеющая сталь 316 подвержена точечной коррозии и коррозионному растрескиванию под напряжением в хлоридной среде (например, в соленой воде). Титан класса 2 это иммунитет к этому вопросу.
- Стоимость жизненного цикла: Несмотря на то, что титан изначально стоит дороже, его необслуживаемый срок службы в агрессивных средах часто делает его дешевле в течение 10-20-летнего жизненного цикла.
Руководство по изготовлению: Работа с классом 2
Работа с титаном требует иного мышления, чем со сталью. Основываясь на мнениях опытных машинистов и изготовителей, вот как успешно работать с Grade 2.
Обработка: Фактор “липкости”
Grade 2 мягче, чем Grade 5, что, по иронии судьбы, может сделать его более сложным для обработки, если вы не подготовлены. Как правило, это “жевательная резинка”, Это означает, что стружка длинная, нитевидная и может забивать инструменты. Чтобы справиться с этим:
- Управление теплом: Титан - плохой проводник тепла. Используйте охлаждающая жидкость высокого давления для очистки от налипшей стружки и уменьшения нагрева.
- Не задерживайтесь: Никогда не позволяйте инструменту задерживаться на одном месте. Это приводит к немедленному закалка что делает материал практически не поддающимся резке.
- Инструментарий: Используйте острые твердосплавные инструменты с принудительным торможением и поддерживайте достаточно высокую скорость подачи, чтобы прорезать под закаленным слоем.
Рекомендации по сварке
2 класс имеет отличная свариваемость, В отличие от многих высокопрочных сплавов. Он может быть сварка методом TIG (GTAW), MIG или плазменной дуги. Однако одно правило является абсолютным: Чистота и экранирование.
Расплавленный титан мгновенно поглощает кислород и азот из воздуха, делая сварной шов хрупким и похожим на стекло. Вы должны использовать высокочистый аргон для защиты сварочной ванны, зоны охлаждения и задней стенки шва (обратная продувка).
Тест на цвет:
- Серебро или солома: Хорошее экранирование. Приемлемо.
- Синий или фиолетовый: Произошло окисление. Сварной шов может быть поврежден.
- Белый или чешуйчатый: Полный отказ из-за хрупкости. Необходимо удалить.
Общие приложения
Благодаря своей универсальности титан Grade 2 является стандартным выбором во многих отраслях промышленности:
- Химическая обработка: Теплообменники, конденсаторы, реакционные сосуды и системы трубопроводов для работы с влажным хлором или азотной кислотой.
- Морская индустрия: Корпуса судов, гребные валы, опреснительные установки и компоненты морских буровых установок благодаря своей невосприимчивости к коррозии в соленой воде.
- Выработка электроэнергии: Трубки конденсатора на электростанциях с охлаждением морской водой.
- Медицина и потребители: Хирургические инструменты, оправы для очков и ювелирные изделия благодаря своей биосовместимости.
Руководство по покупке: Стандарты и формы
При заказе титана Grade 2 для промышленного использования в B2B недостаточно только “Grade 2”. Для обеспечения качества необходимо указать форму и соответствующий стандарт ASTM/ASME.
Общие стандарты
- Лист, пластина и полоса: ASTM B265 / ASME SB265
- Бесшовные и сварные трубы: ASTM B338 / ASME SB338
- Круглый пруток и заготовка: ASTM B348 / ASME SB348
- Трубные фитинги: ASTM B363
Что спросить у поставщика?
Всегда запрашивайте MTC (сертификат испытаний мельницы), В частности, сертификат EN 10204 3.1. Убедитесь, что он подтверждает:
- Химический состав: Fe < 0,30% и O < 0,25%.
- Механические испытания: Предел текучести и прочность на разрыв соответствуют минимальным значениям.
- Происхождение: Где губка расплавлялась и материал сворачивался в рулон.
FAQ (часто задаваемые вопросы)
Вот ответы на самые распространенные вопросы Инженеры и покупатели спрашивают о Grade 2 Titanium.
Характеристики и свойства
Вопрос: Какова максимальная рабочая температура для титана Grade 2?
A: Титан Grade 2 сохраняет свою структурную целостность и коррозионную стойкость при непрерывной эксплуатации до приблизительно 425°C (800°F). При превышении этой температуры он может начать быстро окисляться и терять прочность.
В: Является ли титан класса 2 биосовместимым?
О: Да. Класс 2 нетоксичен и устойчив к коррозии из биологических жидкостей, что делает его биосовместимый. В то время как класс 23 является стандартом для костных имплантатов, класс 2 широко используется для изготовления хирургических инструментов и украшений для пирсинга.
В: Можно ли анодировать титан Grade 2?
О: Да. Grade 2 может быть легко анодирован для получения широкого спектра цветов (синий, фиолетовый, золотой и т.д.) без использования красителей. Обычно это делается для цветового кодирования или эстетики.
Сравнение и стоимость
Вопрос: В чем разница между титаном Grade 1 и Grade 2?
О: Главное отличие заключается в следующем прочность в сравнении с формуемостью. Сорт 1 - самый мягкий и пластичный (лучше всего подходит для глубокой вытяжки). В сплаве 2 немного выше содержание кислорода/железа, что делает его более прочным, но при этом сохраняет хорошую пластичность.
Вопрос: Титан класса 2 дешевле, чем класса 5?
О: Да. Класс 2 обычно От 20% до 30% дешевле по сравнению с классом 5 (Ti-6Al-4V) по стоимости сырья, а также дешевле в обработке и производстве.
Изготовление
В: Можете ли вы разрезать лазером титан класса 2?
О: Да, но для этого требуется вспомогательный газ азот или аргон. Никогда не используйте кислород в качестве вспомогательного газа для резка титана, так как вызывает бурную экзотермическую реакцию (горение).
В: Почему мой сварной шов Grade 2 стал синим?
О: Синее изменение цвета указывает на загрязнение кислородом. Горячий металл перед охлаждением подвергался воздействию воздуха. Это делает сварной шов хрупким и обычно требует ремонта.
В: Является ли титан класса 2 магнитным?
О: Нет, титан класса 2 является немагнитным.
Заключение
Титан Grade 2 представляет собой идеальное пересечение производительности и экономичности. Он обеспечивает коррозионная стойкость премиальных металлов и формуемость необходимые для изготовления сложных изделий, и все это по цене значительно ниже титановых сплавов.
Ищете высококачественный титан Grade 2 для вашего следующего проекта? HonTitan Мы поставляем широкий ассортимент листов, плит, прутков и труб Grade 2, сертифицированных в соответствии со стандартами ASTM.
