No. Il titanio è paramagnetico, non ferromagnetico, e un magnete domestico non vi aderisce. La permeabilità magnetica relativa è appena superiore a 1.0 nei gradi commerciali elencati di seguito, motivo per cui la pratica ingegneristica considera il titanio non magnetico anziché debolmente magnetico. La distinzione conta quando un disegno richiede un valore garantito, perché le specifiche del materiale non ne verificano alcuno.
Cosa significa paramagnetico in termini numerici
Un metallo ferromagnetico ha una permeabilità relativa nell'ordine delle centinaia o migliaia. Il titanio si colloca all'estremo opposto. I valori che Beiyu Titanium pubblica per i gradi sottostanti sono abbastanza vicini a 1.0 da rendere la risposta misurabile con strumenti ma non con un magnete tenuto in mano.
| Grado | Cosa riporta la scheda tecnica Beiyu | Tipo di valore |
|---|---|---|
| Grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) | Permeabilità relativa 1.00005 a 1.6 kA/m | Un valore misurato a un'intensità di campo dichiarata |
| Grade 23 (Ti-6Al-4V ELI) | Permeabilità relativa pari o inferiore a 1.01 | Un limite superiore, non un valore misurato |
| Grade 2 (titanio CP, UNS R50400) | Paramagnetico, solo marginalmente superiore a 1.0 | Una descrizione qualitativa |
Leggere la terza colonna prima di confrontare le righe. La voce Grade 23 è un limite massimo anziché una misura, quindi non significa che Grade 23 risponda più intensamente di Grade 5; significa che qui nessuno ha pubblicato un valore misurato per quel grado.
Esiste anche una ragione composizionale valida indipendentemente dal valore misurato. Nessuna di queste leghe contiene una fase ferromagnetica. Grade 5 è titanio con alluminio e vanadio, Grade 2 è non legato. Il ferro è presente, ma soltanto come elemento residuo limitato dalla tabella chimica del grado, ed è disciolto nel reticolo del titanio anziché formare una fase separata che un campo possa allineare.
L'aspetto che una risposta sui materiali omette
Qui la risposta sui materiali e quella sull'acquisto si separano. ASTM B265 e ASTM B348, le specifiche secondo cui si ordinano comunemente lamiere sottili, lamiere spesse e barre in titanio, stabiliscono composizione chimica, proprietà meccaniche e tolleranze dimensionali. Nessuna delle due menziona la permeabilità magnetica in alcun punto del testo. Un certificato emesso secondo tali specifiche non è tenuto a riportare un valore di permeabilità, perché la specifica non lo ha mai richiesto.
Non esiste neppure una clausola già pronta da richiamare. B265 contiene requisiti supplementari applicabili quando l'ordine d'acquisto li richiede, ma riguardano tutt'altre questioni, a partire dalle prove di piega superficiale; B348 non contiene alcuna sezione di requisiti supplementari. Un limite di permeabilità è quindi una prova aggiuntiva concordata nell'ordine d'acquisto, anziché un'opzione standard numerata.
La conseguenza pratica: una richiesta che indica “deve essere non magnetico” senza specificare limite, metodo di misura e intensità di campo chiede qualcosa che nessun certificato dello stabilimento produttore può confermare e verrà rinviata per chiarimenti. Una richiesta che li indica tutti e tre può ricevere un'offerta.
| Cosa indica il disegno | Cosa riporta un certificato B265 o B348 | Cosa aggiungere all'ordine |
|---|---|---|
| Materiale non magnetico | Nulla sulla permeabilità | Il limite di permeabilità, il metodo, l'intensità di campo |
| Permeabilità relativa inferiore a un valore dichiarato | Nulla sulla permeabilità | Una prova aggiuntiva concordata e chi vi presenzia |
| Nessun requisito magnetico | Solo composizione chimica e proprietà meccaniche | Nulla; il grado risponde già alla domanda |
Dove la risposta cambia effettivamente una decisione
Per la maggior parte dei componenti non la cambia. Il titanio viene scelto per resistenza alla corrosione, rapporto resistenza/peso o biocompatibilità e il suo comportamento magnetico è una proprietà cui nessuno deve pensare. Tre situazioni fanno eccezione e in tutte e tre il motivo per scegliere il titanio è che l'alternativa causerebbe un'interferenza.
| Situazione | Perché si sceglie il titanio | Come viene solitamente formulato il requisito |
|---|---|---|
| Ambienti di imaging e strumentazione | Alloggiamenti, elementi di fissaggio e raccordi si trovano all'interno o vicino a un campo e non devono né muoversi né distorcerlo | Come indicazione del materiale, talvolta con un limite massimo di permeabilità |
| Rilevamento e misura | Un alloggiamento che risponde magneticamente modifica la lettura del sensore al suo interno | Come indicazione del materiale sul disegno dell'alloggiamento |
| Assiemi in cui un campo disperso viene interpretato come guasto | Il componente deve essere invisibile al sistema di rilevamento circostante | Come limite massimo di permeabilità |
Qualsiasi riga che indichi un limite massimo richiede la prova concordata descritta sopra, perché il limite massimo è l'aspetto non coperto dalla specifica del materiale.
Domande di approfondimento comuni
Il titanio è magnetico e un magnete vi si attacca in qualche modo? No. La risposta è troppo debole per vincere il peso del magnete.
Il titanio Grade 5 è magnetico ed è più magnetico di Grade 2? Entrambi sono paramagnetici ed entrambi vengono trattati come non magnetici. Il valore pubblicato di 1.00005 per Grade 5 e la descrizione di Grade 2 come marginalmente superiore a 1.0 rientrano nella stessa fascia pratica.
Il mio componente in titanio ha attirato un magnete. Cosa è successo? La causa innocua più comune è il ferro superficiale acquisito da utensili in acciaio, spazzolatura metallica o granigliatura, che si elimina mediante decapaggio anziché scartando il componente. Una risposta che persiste dopo la pulizia segnala che l'articolo non è del materiale indicato in etichetta oppure che qualcosa di ferromagnetico è fissato o incorporato. In entrambi i casi conviene risolvere il problema prima che il componente entri in servizio.
Il titanio arrugginisce? No. La ruggine è ossido di ferro e il titanio non ha una fase di ferro che possa formarla. Il titanio presenta invece un film passivo di biossido di titanio, un meccanismo diverso che spiega le sue prestazioni in acqua di mare e negli acidi ossidanti.
L'insieme più ampio dei valori pubblicati sul titanio, e quali di essi vengono effettivamente riportati in un certificato, è illustrato in dati sul titanio.
Il titanio può essere reso magnetico mediante trattamento termico o lavorazione a freddo? No. Le leghe fornite qui non contengono alcuna fase ferromagnetica che possa svilupparsi durante la lavorazione, per cui il comportamento magnetico del titanio non cambia con la condizione come avviene per la durezza o la resistenza meccanica.
Il titanio è abbastanza magnetico da avere rilevanza in una risonanza magnetica o nell'alloggiamento di un sensore? Viene specificato per quegli ambienti proprio perché non lo è. Un limite garantito deve comunque essere riportato nell'ordine, poiché la specifica del materiale non ne verifica alcuno.
Dettagli delle specifiche con fonti
Il valore di permeabilità relativa di 1.00005 a 1.6 kA/m citato sopra è quello riportato da Beiyu Titanium nella scheda tecnica Grade 5; il limite massimo pari o inferiore a 1.01 è riportato nella scheda tecnica Grade 23, e la descrizione paramagnetica nella scheda tecnica Grade 2. L'affermazione che la permeabilità non è verificata riflette il testo stesso di ASTM B265 e ASTM B348: nessuna delle due specifiche contiene le parole magnetico o permeabilità, i requisiti supplementari di B265 iniziano dalle prove di piega superficiale anziché da proprietà magnetiche e B348 non contiene una sezione di requisiti supplementari. Un limite di permeabilità viene quindi concordato tra acquirente e fornitore e indicato nell'ordine.
Ordinare titanio quando il requisito magnetico è concreto
Beiyu Titanium fornisce barre, lamiere spesse, lamiere sottili, tubi e pezzi forgiati in titanio in Grade 1, 2, 5, 7, 9, 12 e 23 secondo specifiche ASTM e AMS, con un certificato di collaudo 3.1 secondo EN 10204 in base all'ambito dell'ordine. Quando si applica un limite di permeabilità, inviare limite, metodo di misura e intensità di campo insieme a grado, dimensioni e tolleranza, affinché la prova possa essere organizzata e quotata con l'offerta anziché emergere al controllo.