Grade 2 ve Grade 5 Titanyum (CP Titanyum ve Ti-6Al-4V): Korozyon ve Dayanım Karşılaştırması, Seçim Yöntemi

Grade 2, bir parçanın bir ortama dayanması gerektiğinde belirttiğiniz kalitedir. Grade 5 yük taşıyan parçalar içindir. Bu iki görevden hangisinin belirleyici olduğunu bildiğinizde kalite seçimi büyük ölçüde netleşir; geriye ürün formu, durum ve belgeler kalır.

Grade 2, yalnızca kontrollü düşük miktarlarda oksijen ve demir içeren ticari saf titanyumdur, UNS R50400. Grade 5, yaklaşık yüzde 6 alüminyum ve yüzde 4 vanadyum içeren Ti-6Al-4V alaşımıdır, UNS R56400. Bu ilaveler çok daha yüksek bir dayanım seviyesi sağlar; buna karşılık ticari saf titanyumun kolayca ekipmana dönüştürülmesini sağlayan kaynaklanabilirlik ve soğuk şekillendirilebilirliğin bir kısmından ödün verilir.

Gerçek bir yük görmeyen korozyon uygulaması için Grade 5 belirtmek, parçanın hiç kullanmayacağı dayanım için ödeme yapmak ve ardından her kaynak ve şekillendirme işleminde daha zor bir alaşımla uğraşmak demektir. Tersi hata daha kötüdür. Ti-6Al-4V için boyutlandırılmış bir yük yolu üzerine yerleştirilen Grade 2 akmaya uğrar.

Saf metal ile alaşım karşılaştırması

Ticari saf titanyum, metali imalatçılar için cazip kılan özellikleri korur: alaşımlamanın getirdiği karmaşıklık olmadan korozyon davranışı, sünekliğini koruyan kaynaklar ve soğuk şekillendirilebilen sac. Ti-6Al-4V, dayanım ve rijitlik karşılığında bu imalat davranışının bir kısmından ödün verir. Aşağıdaki her fark bu temel ayrıma dayanır.

Aynı ayrım, bu karşılaştırma yapılırken kimsenin kontrol etmediği özelliklerde de görülür. Grade 5, elektrik akımını ve ısıyı Grade 2'den yaklaşık üç kat daha kötü taşır; bu yalnızca az sayıdaki parçada önemlidir ancak kalite seçildiği anda belirlenir. Kaliteye göre özdirenç ve ısıl iletkenlik rakamları ortaya koyar.

Dayanım ve karşılaştırmanın dayanağı

İki kalitenin aynı ürün standardında yer aldığı seçeneklerde Grade 5 asgari çekme ve akma gereklilikleri Grade 2'nin oldukça üzerindedir. Her asgari değer belirli bir standarda, ürün formuna ve duruma aittir; bir siparişi yöneten değerler, o siparişte belirtilen revizyondaki tablodan alınır. Yoğunluk neredeyse aynıdır; Grade 2 için yaklaşık 4,5 g/cm3 ve Grade 5 için yaklaşık 4,4 g/cm3 olduğundan alaşımın ek dayanımı fiilen aynı ağırlıkta elde edilir.

Dayanım satırı bilinçli olarak nitel tutulmuştur. Bağlamından koparılan rakamlar, bir plaka değerinin çubuk kabulü tartışmasında kullanılmasına yol açar; bu nedenle rakamları sipariş edilen form ve durum için belirleyici standarttan ve onun revizyonundan okuyunuz ve ilgili siparişe göre raporlayınız.

Korozyon: her iki kalite de pasifleşir, biri bu özellik için satın alınır

Her ikisi de aynı koruyucu oksit filmini oluşturur; dolayısıyla ikisi de deniz suyuna, klorürlere, oksitleyici asitlere ve birçok proses ortamına dayanır. Onları ayıran seçim amacıdır. Grade 2, korozyon belirleyici olduğu ve ticari saf titanyum korozyon ekipmanlarına sorunsuzca kaynaklanabildiği için teknik resimde yer alır. Grade 5, bir yükün taşınması gerektiği için teknik resimde yer alır ve iyi olsa da korozyon davranışı bu kararın dışında kalır. Agresif indirgeyici asitler ve sıcak aralık koşulları her iki standart kaliteyi de yetersiz bırakır; bu görevler için uygun seçenek Grade 7 veya Grade 12.

Kaynak, şekillendirme ve talaşlı imalat

Grade 2 kolayca kaynaklanır ve kaynak sünekliğini korur; bu nedenle imalatçılar kaynaklı titanyum ekipmanlarda bunu yaygın olarak kullanır. Grade 5 kaynaklanabilir, ancak prosesin daha yakından kontrol edilmesi gerekir; bu nedenle kaynaklı Grade 5 imalatlara daha az rastlanır.

Şekillendirmede de aynı ayrım vardır. Grade 2 soğuk şekillendirmeyle sac parçalara, borulara ve imal edilmiş ekipmanlara dönüştürülebilir. Grade 5 sınırlı soğuk şekillendirilebilirliğe sahiptir ve normalde sıcak şekillendirmeyle veya dolu malzemeden talaşlı imalatla nihai şekline ulaşır.

Her iki kalite de talaşlı imalatla işlenebilir. Grade 5 takımları daha fazla zorlar ve Ti-6Al-4V parça için teklif veren bir atölye, aynı geometrinin Grade 2 ile oluşturacağından daha fazla aşınma öngörür.

İmalatçılar ısı değiştiriciler, tanklar, kap astarları ve kimyasal ekipmanlar için yaygın olarak Grade 2 seçer. Bunlar kaynak ve şekillendirme içeren korozyon uygulamalarıdır; bu nedenle kullanılmayan alaşım dayanımı, kullanım açısından seçimi iyileştirmeden imalat işini artırabilir.

Her kalitenin kullanıldığı yerler

Grade 2, korozyon ortamında kullanım ve imalatın belirleyici olduğu görevleri kapsar:

• Isı değiştiriciler, kondenserler ve boru aynaları.
• Kimyasal proses ekipmanları, tanklar, reaktörler ve kap astarları.
• Denizcilik ve deniz suyu boru hatları ve bileşenleri.
• Anotlar, elektrotlar ve elektrokimyasal ekipmanlar.
• Genel olarak kaynaklı veya şekillendirilmiş titanyum imalatı.

Grade 5, yük taşıyan parçaları kapsar:

• Havacılık ve uzay yapısal parçaları, braketler ve bağlantı parçaları.
• Bağlantı elemanları, cıvatalar, miller ve yaylar.
• Yüksek dayanımlı, talaşlı imalatla işlenmiş bileşenler.
• Dayanım/ağırlık oranının tasarımı yönlendirdiği spor ve yüksek performans ekipmanları.

Bir tasarım hem yüksek dayanım hem de en iyi aralık korozyonu veya indirgeyici asit direncini gerektiriyorsa yanıt, bir korozyon mühendisi tarafından değerlendirilmiş daha özel bir kalitedir; bu ikisinden biri varsayılan olarak seçilmez.

Ürün formları ve her birinin dayandığı standart

İki kalite tek bir standart listesini paylaşmaz; sipariş hataları bu listeler birleştirildiğinde başlar. Grade 2 (R50400) şu formlarda tedarik edilir ASTM B265 standardına göre sac ve plaka, ASTM B338 kapsamında boru ve ASTM B348 standardına göre çubuk. Grade 2 boru için ayrı bir seçenek izlenir: dikişsiz boru için ASTM B861, kaynaklı boru için ASTM B862. Grade 5 (R56400) şu formlarda tedarik edilir ASTM B348 veya AMS 4928 kapsamında çubuk, ASTM B265 kapsamında plaka ve ASTM B381 kapsamında dövme parçalar. ASTM B338, Grade 2 boruyu kapsar ve Grade 5 içermez; dolayısıyla Grade 5 boru gerekliliği bu standarda dayandırılamaz.

Çubuk, malzeme düzeyindeki karşılaştırmanın sınırına ulaşıldığı formdur. Çap, tedarik durumu, talaşlı imalat payı ve Grade 2 çubuk siparişini Grade 5 siparişinden ayıran talep kalemleri ilgili rehberde yer alır titanyum çubuk kalite seçim kılavuzu, burada ele alınan malzeme seçimi yerine çubuk boyutu, durum, talaşlı imalat ve teklif talebi kararlarını inceler.

Talebi netleştiren unsurlar

Yalnızca kalite belirten bir talep, fiyatlandırma açısından çok fazla noktayı açık bırakır. Dört unsur bunları netleştirir:

• Belirleyici standartla birlikte kalite ve UNS numarası, teknik resimde belirtilmişse revizyon.
• Parçada korozyonun mu yoksa mekanik yükün mü belirleyici olduğu; kaliteyi tercihten ziyade bu teyit eder.
• Teknik resimden, belirleyici standarttan veya siparişten alınan durum ve yüzey gerekliliğiyle birlikte form ve boyutlar.
• Sertifika türü ve raporlanacak sonuçlar dâhil, varsayılmak yerine ilgili sipariş için üzerinde anlaşılmış gerekli muayene ve belge kapsamı.

Beiyu Titanium, Grade 2 ve Grade 5'i nasıl tedarik eder

Beiyu, ASTM B348 kapsamında Grade 2 çubuk, ASTM B265 kapsamında sac ve plaka, ASTM B338 kapsamında boru tedarik eder. Grade 5 seçenekleri ASTM B348 veya AMS 4928 çubuk, ASTM B265 sac ve plaka ve ASTM B381 dövme parçaları içerir. Talebe belirleyici gereklilikle, korozyon veya yük ile başlayınız; ardından kaliteyi, formu, boyutları, durumu, belirleyici standardı ve ihtiyacınız olan belge kapsamını belirtiniz. Sağlanabilecek ürün seçeneği, izlenebilirlik alanları ve raporlanan sonuçlar ilgili siparişin teklifiyle birlikte sunulur.

Karşılaştırma değerlere dayanır, bu nedenle arkalarındaki yöntem de bunun bir parçasıdır

Bir kalite karşılaştırması, karşılaştırdığı sayılar kadar güvenilirdir. Aynı oksijen değerini farklı yöntemlerle veren iki sertifika aynı soruyu yanıtlamıyordur; ASTM B348'in dayandığı yöntemleri fabrikaya bırakmak yerine adlandırmasının nedeni budur.

Bir yöntemin belirtilmesi, bir değerin nasıl elde edildiğini netleştirir. Siparişte talep edilmeyen bir muayene eklemez ve döküm analizi ile daha sonraki ürün analizini birbirinin yerine kullanılabilir hâle getirmez.

Karşılaştırmanın sizin için çözemeyeceği

Grade 2 ile Grade 5 arasında seçim yapmak sol sütunu yanıtlar. Hangi kalite seçilirse seçilsin, sağ sütun yine de sipariş formuna yazılmak zorundadır.

Bu malzemeyi başka kimlerin yayımladığını ve her birinin ne belirttiğini görmek için bakınız Grade 5 Titanyum Bağlantı Elemanı Tedarikçileri: Beş Şirket Sayfasının Karşılaştırması.

Kaynaklarıyla şartname ayrıntıları

Dayanım farkını belirleyen ASTM B265, Tablo 2: Grade 2, minimum 20% kopma uzamasıyla en az 345 MPa çekme dayanımına ulaşmalıdır; Grade 5 (Ti-6Al-4V) ise minimum 10% kopma uzamasıyla 895 MPa değerine ulaşmalıdır. Grade 5, dayanım alt sınırının yaklaşık 2.6 katını sağlar; Grade 2 süneklik alt sınırının iki katını korur.

Dengenin geri kalanını bileşim belirler: Grade 5, ASTM B265, Tablo 1'e göre 5,50 ile 6,75% Al ve 3,50 ile 4,50% V içerir; bu, yoğunluğu Grade 2 için 4,51 g/cm³ değerine karşılık 4,43 g/cm³ düzeyine getirir (ASM Handbook, Cilt 2), ancak kaynak ve soğuk şekillendirmeyi alaşımsız kaliteye göre daha zor hâle getirir.