La maggior parte degli elenchi di dati sul titanio mescola due elementi diversi: curiosità sull'elemento e numeri che un ingegnere inserirà in un disegno. È opportuno che i secondi siano corretti, perché diversi valori in circolazione sono riportati con una precisione superiore a quella effettivamente sostenuta dalle fonti e alcune delle proprietà più spesso elencate non sono verificate dalle specifiche secondo cui viene acquistato il titanio.
I numeri, con la variabilità effettivamente mostrata dalle fonti
Questi sono i valori pubblicati da Beiyu Titanium per Grade 2, un grado non legato. Quando le fonti discordano, la discordanza viene mostrata anziché eliminata mediante una media.
| Proprietà | Metrico | Imperiale |
|---|---|---|
| Densità | 4,51 g/cm³ | 0.163 lb/in³ |
| Punto di fusione | Circa 1660 °C; le fonti indicano da 1649 a 1671 °C | Circa 3020 °F; da 3000 a 3040 °F |
| Modulo di elasticità | 105 GPa | 15,2 × 10⁶ psi |
| Coefficiente di Poisson | 0.32 | 0.32 |
| Conducibilità termica a 20 °C | da 20 a 22 W/m·K | Da 11.6 a 12.7 BTU/hr·ft·°F |
| Capacità termica specifica | 520 J/kg·K | 0.124 BTU/lb·°F |
| Coefficiente di dilatazione termica | 8,6 × 10⁻⁶ /K (da 0 a 100 °C) | 4.8 µin/in·°F (da 68 a 212 °F) |
| Resistività elettrica | da 0.48 a 0.53 µΩ·m | da 19 a 21 µΩ·in |
Due di queste voci richiedono una precisazione anziché un numero netto. Il valore da 20 a 22 W/m·K nella tabella è quello a 20 °C; considerando fonti e temperature di riferimento diverse, l'intervallo pubblicato si amplia a circa 16-22 W/m·K, e la resistività elettrica si comporta allo stesso modo, per cui per il dimensionamento conviene utilizzare il valore supportato dal codice di progettazione. Anche il punto di fusione è riportato diversamente dai vari riferimenti, motivo per cui qui è indicato come intervallo anziché come valore singolo. Un numero singolo non è più accurato di un intervallo; nasconde soltanto dove si trova l'incertezza.
La resistività elettrica è la proprietà con la variabilità maggiore e per la quale il grado conta di più, perché Grade 5 è circa tre volte più resistivo di Grade 2. I valori grado per grado e le discrepanze tra le fonti pubblicate, affiancate anziché mediate, sono riportati in il titanio è conduttivo.
Quali di questi dati conferma effettivamente un certificato del materiale
È questo che distingue un dato degno di citazione da un dato su cui basare una decisione. ASTM B265 e ASTM B348, le specifiche secondo cui viene ordinata la maggior parte delle lamiere sottili, delle lamiere spesse e delle barre in titanio, stabiliscono composizione chimica, proprietà meccaniche e tolleranze dimensionali. Non riportano le proprietà fisiche della tabella sopra.
| Tipo di dato | Voce normalmente riportata secondo B265 o B348? | Che cosa significa per un disegno |
|---|---|---|
| Composizione chimica e proprietà a trazione | Sì, richieste e riportate | Possono essere specificate e costituire motivo di rifiuto |
| Densità, punto di fusione, valori termici ed elettrici | No | Dati di progettazione; un limite di accettazione richiede un accordo separato nell'ordine |
| Durezza | No. La scheda tecnica di Grade 2 riporta valori tipici pubblicati prossimi a 150 HB e, separatamente, da 160 a 200 HV | Richiede una prova aggiuntiva concordata se costituisce un requisito |
| Permeabilità magnetica | No | Consultare il titanio è magnetico per i valori e la clausola |
La conseguenza pratica è che una specifica che ripete una densità da manuale o un punto di fusione nominale come se la norma li verificasse si basa su dati che tali specifiche non riportano. Non è impossibile ordinare con un limite di questo tipo, ma occorre concordarlo separatamente, riportando il metodo e il requisito di rendicontazione nell'ordine d'acquisto. Altrimenti il numero appartiene al calcolo anziché alla clausola di accettazione.
Tre dati che cambiano le decisioni dell'acquirente
| Dato | Perché conta in un ordine |
|---|---|
| Il titanio Grade 2 ha una densità di 4,51 g/cm³ | Il peso per metro è un risultato di calcolo, non un valore di catalogo; deriva dalla sezione e da questa densità |
| Il titanio non forma ruggine, perché la ruggine è ossido di ferro | Presenta invece un film passivo di biossido di titanio. La resistenza alla corrosione è generalmente associata a tale film e, in alcuni mezzi, il film può perdere stabilità; pertanto, non arrugginire non equivale a non corrodersi |
| Il titanio non legato non è un unico materiale | Grade 1, 2, 3 e 4 sono tutti non legati e presentano limiti di composizione chimica diversi, con l'ossigeno e altri elementi interstiziali tra quelli che li distinguono. Indicare “titanio CP” senza il grado, la forma del prodotto e la norma applicabile lascia indefiniti i requisiti chimici e meccanici pertinenti |
Per i valori suddivisi per grado su cui si basano questi dati, consultare le Grade 2 e Grade 5 schede tecniche, che riportano i limiti di composizione chimica, i minimi meccanici e le norme di fornitura di ciascun grado.
Dettagli delle specifiche con fonti
I valori delle proprietà fisiche citati sopra sono quelli riportati nella scheda tecnica Beiyu Titanium di Grade 2, compresi il punto di fusione di circa 1660 °C (le fonti indicano da 1649 a 1671 °C) e la variabilità della conducibilità termica di circa 16-22 W/m·K lì indicata. L'affermazione secondo cui queste proprietà sono assenti da ASTM B265 e ASTM B348 rispecchia l'ambito di tali specifiche, che riguardano composizione chimica, proprietà meccaniche e tolleranze dimensionali; densità, punto di fusione, durezza e permeabilità magnetica non rientrano tra le voci riportate, motivo per cui un limite su una qualsiasi di esse viene concordato tra acquirente e fornitore e indicato nell'ordine, anziché essere dedotto dalla norma.
Ordinare in base ai numeri anziché alle curiosità
Beiyu Titanium fornisce barre, lamiere spesse, lamiere sottili, tubi e pezzi forgiati in titanio Grade 1, 2, 5, 7, 9, 12 e 23 secondo specifiche ASTM e AMS, con certificato di collaudo 3.1 secondo EN 10204 in base all'ambito dell'ordine. Inviare il grado, la specifica applicabile, le dimensioni con tolleranza, la condizione di fornitura e superficiale e l'ambito dei controlli. Quando una proprietà fisica deve rispettare un limite, indicare nell'ordine il limite, il metodo di prova e il requisito di rendicontazione affinché possano essere concordati in fase di offerta.