Atšķirības starp titāna GR1 un GR2
Augstā - gala ražošanas laukos, piemēram, kosmosā, jūras inženierijā un medicīniskajās ierīcēs, titāna sakausējumi ir kļuvuši par galvenajiem materiāliem, pateicoties to vieglajam, augstajam - izturībai un korozijai - izturīgas īpašības. Kaut arī abas rūpnieciski tīra titāna pakāpes, GR1 (TA1) un GR2 (TA2) ir pamata pakāpes, tām ir atšķirīgas atšķirības kompozīcijā, veiktspējā un pielietojuma scenārijos.
Ķīmiskais sastāvs
Galvenā atšķirība starp GR1 un GR2 izriet no smalkām korekcijām to ķīmiskajā sastāvā. GR1, tīrākais rūpnieciski tīrais titāns, satur vairāk nekā 99,5% titāna, ar tikai nelielu daudzumu piemaisījumu, piemēram, slāpekļa, skābekļa, oglekļa, ūdeņraža un dzelzs. Šī ārkārtējā tīrība piešķir ārkārtas izturību pret koroziju, padarot to īpaši stabilu barotņu samazināšanai, piemēram, sālsskābi un atšķaidītu sērskābi.
No otras puses, GR2 optimizē tā veiktspēju, izmantojot "Active Doping": Lai arī tā titāna saturs ir nedaudz zemāks, tas iekļauj 0,12% - 0,25% skābekļa un mazāks par 0,3% dzelzs. Skābeklis kā ciets šķīduma stiprināšanas elements ievērojami palielina materiāla stiprumu, savukārt dzelzs uzlabo apstrādes veiktspēju, uzlabojot graudu lielumu. Šis kompozīcijas dizains ļauj GR2 saglabāt izturību pret koroziju, vienlaikus palielinot stiprību par 20% -30%, salīdzinot ar Gr1.
Tipisks piemērs: atsāļošanas aprīkojumā GR1, ņemot vērā tā augsto tīrību, tiek izmantots siltummaiņa cauruļu ražošanai, novēršot hlorīda jonu koroziju. No otras puses, GR2 bieži tiek apstrādāts spiediena asinsvadu čaumalās tā izturības dēļ, ļaujot tam izturēt lielāku spiedienu.
Mehāniskās īpašības
GR1 mehāniskās īpašības var raksturot kā "elastīgu, bet spēcīgu": tā stiepes izturība ir 280 - 370 MPa, tā ražas stiprums ir aptuveni 240 MPa, un tā pagarinājums sasniedz 24%. Šīs īpašības padara to par ideālu aukstai darbam - Tievās - sienas caurules vai kompleksa formas komponentus var viegli izveidot, izmantojot velmēšanas un stiepšanās procesus, kā rezultātā tiek veikta vienmērīga virsmas apdare, kas novērš nepieciešamību pēc papildu pulēšanas.
No otras puses, GR2 parāda šo "spēka un elastības kombināciju": tā stiepes izturība tiek palielināta līdz 345 - 448 MPa, tā ražas stiprums pārsniedz 276 MPa, vienlaikus saglabājot vairāk nekā 20%pagarinājumu. Tā augstākā izturība padara to piemērotu lietojumprogrammām, kas pakļautas dinamiskām slodzēm, piemēram, gaisa kuģu motora kompresora asmeņiem, kuriem ātrgaitas rotācijas laikā ir jāiztur centrbēdzes spēki. GR2 izturība nodrošina strukturālo drošību, savukārt tā izturība novērš trauslu lūzumu, ko izraisa stresa koncentrācija.
Salīdzinošie dati: tādā pašā biezumā GR2 caurulēm ir par 30% augstāks spiediens - gultņu spēja nekā GR1, bet lieces rādiusam ir nepieciešams palielinājums par 15%, lai novērstu plaisāšanu, atspoguļojot tirdzniecību - izslēgts starp stiprību un formējamību.
Apstrādes īpašības
GR1 apstrādes priekšrocība ir zemā barjerā iekļūšanai: tās zemā cietība (HB110) un labā elastība padara to viegli sagrieztu, metinātu un mašīnu. Piemēram, medicīnas jomā GR1 var tieši veidot caur CNC frēzēšanu, sasniedzot virsmas raupjumu, kas mazāks par RA0,8 μm, izpildot bioloģiskās savietojamības prasības. GR1 ir arī lieliska metināmība ar metināšanas stiprumu pēc tam, kad argona loka metināšana pārsniedz 90% no sākotnējā materiāla un bez tendences uz termisko plaisāšanu.
Apstrādei GR2 ir jāpievērš uzmanīga uzmanība detaļām: lai gan tā metināmība ir salīdzināma ar GR1, tā augstāka stiprība rada augstākas prasības instrumentiem un apstrādei. Pagrieziena laikā GR2 ģenerē 15% - 20% lielākus griešanas spēkus nekā GR1, tāpēc, lai samazinātu instrumenta nodilumu, ir nepieciešams izmantot karbīda instrumentus un kontrolētu griešanas ātrumu 60 - 80 m/min. Lai samazinātu vibrāciju, frēzēšanai nepieciešama - frēzēšana. Tomēr GR2 pulvera metalurģijas tehnoloģija ļauj ražot gandrīz tīkla formas komponentus, piemēram, gaisa kuģu motora asmeņus, palielinot materiālu izmantošanu no 30% ar tradicionālo kalšanu līdz vairāk nekā 80%.
Nozares prakse: ārzonu platformas ražotājs urbšanas sūkņa vārsta ķermeņu ražošanai izmanto GR2 titāna sakausējumu. Karstā izostatiskā presēšana (gūžas) novērš iekšējos defektus, kā rezultātā trīskārtīgi palielināsies noguruma kalpošanas laiks, salīdzinot ar Gr1.
Tipiskas lietojumprogrammas
GR1 lietojumprogrammu scenāriji ir vērsti uz "korozijas pretestību un vieglu". Ķīmiskajā rūpniecībā reaktori, kas izgatavoti ar to, var izturēt slāpekļskābes koroziju zem 60%. Medicīnas jomā GR1 mākslīgo savienojumu (aptuveni 100 GPA) elastīgais modulis ir tuvu cilvēka kaulam, samazinot "stresa ekranēšanas efektu". Patērētāju elektronikas jomā noteikts zīmols ar augstu - gala mobilajiem tālruņiem izmanto GR1 titāna sakausējuma vidējos kadrus, panākot svara samazināšanu par 30%, vienlaikus panākot arī krāsainu izskatu, izmantojot anodēšanu.
No otras puses, GR2 ir kļuvis par sinonīmu "augstas izturības un korozijas pretestībai". Aviācijas un kosmosā tas veido vairāk nekā 60% no titāna, ko izmanto noteiktos pasažieru lidmašīnās, un to izmanto, lai ražotu nosēšanās rīkus, durvis un citus konstrukcijas komponentus. Naftas ražošanā GR2 urbšanas caurules var stabili darboties pazemes vidē 350 grādu un 50 MPa. Jūras rūpniecībā zemūdene izmanto Gr2 titāna sakausējuma spiediena korpusus, palielinot tā niršanas dziļumu par 20%.
Tirgus tendences: attīstoties ūdeņraža enerģijas nozarei, Gr2 tiek izmantota ūdeņraža uzglabāšanas tvertnēs, pateicoties tā augstajai - spiediena pretestībai, savukārt GR1, ņemot vērā tās zemās izmaksas, pakāpeniski aizstāj no nerūsējošā tērauda elektrolizera elektrodu kronštos.
Atšķirība starp Gr1 un GR2 ir precīza materiāla dizaina reakcija uz lietošanas prasībām. Lietojumprogrammām, kurām nepieciešama ārkārtēja korozijas pretestība vai sarežģīta formēšana, GR1 ir optimāls risinājums; Lietojumprogrammām, kurām nepieciešams līdzsvars starp izturību un izmaksām, GR2 piedāvā lielāku vērtību.
