Vai titāns ir ciets? Cik ciets ir titāns?
Cietība ir viens no visbiežāk izmantotajiem rādītājiem metālu materiālu mehānisko īpašību novērtēšanai. Cietības būtība ir materiāla spēja pretoties cita cietāka materiāla spiedienam. To plaši izmanto metāla veiktspējas pārbaudē, termiskās apstrādes procesa kvalitātes uzraudzībā un jaunu materiālu izstrādē. Titāna metāla pielietojuma joma ir ļoti plaša, no kosmosa līdz medicīnas aprīkojumam, no sporta precēm līdz rotaslietām, gandrīz visur. Tātad, vai titāns ir ciets? Cik ciets ir titāns?
Faktiski cietība nav vienīgais materiāla stiprības mērīšanas kritērijs. Cietība parasti attiecas uz materiāla spēju izturēt lokālas spiediena deformācijas, skrāpējumus vai skrāpējumus. Lai gan titāna metāla cietība nav tik laba kā dažiem citiem metāliem, piemēram, tēraudam vai dimantiem, tā unikālā izturība un stingrība dod tam unikālas priekšrocības. Kopējos titāna un titāna sakausējuma stieņu standartos, piemēram, GB/T 2965-2007, GJB2218A-2008 un GJB1538A-2008, cietība netiek izmantota kā pieņemšanas kritērijs. Tomēr dzinēju un kalšanas standartos ar augstākām prasībām, piemēram, GJB2744A-2007 un GJB494A-2008, cietība ir nepieciešama kā pieņemšanas pamats, parasti pārbaudot Rokvela cietību vai Brinela cietību.
Laboratorijas cietības parauga lielums:
1. HRC (Rokvela cietība)
Stieņu paraugu ņemšanas lielums
d>25 Φ25 x 20 vai 25 x 25 x20
d Mazāks vai vienāds ar diametru 25 x 20 (cilindrisks)
Plāksnes paraugu ņemšanas lielums
δ>20 Φ25 x 20 vai 25 x 25 x20
δ mazāks vai vienāds ar 20 Φ25 x plāksnes biezumu vai 25 x 25 x plāksnes biezumu
2.HB (Brinela cietība)
Stieņu paraugu ņemšanas lielums
d>40 Φ40 x 20 vai 40 x 40 x20
d Mazāks vai vienāds ar 40 x20 diametru (cilindrisks)
Plāksnes paraugu ņemšanas lielums
δ>40 Φ40 x 20 vai 40 x 40 x20
δ mazāks vai vienāds ar 40 Φ40 x plāksnes biezumu vai 40 x 40 x plāksnes biezumu
3.HV (Vickers cietība)
Stieņu paraugu ņemšanas lielums
d>20 Φ20 x 20 vai 20 x 20 x20
d Mazāks vai vienāds ar diametru 20 x 20 (cilindrisks)
plākšņu paraugu ņemšanas lielums
δ>20 Φ20 x 20 vai 20 x 20 x20
δ mazāks vai vienāds ar 20 Φ20 x plāksnes biezumu vai 20 x 20 x plāksnes biezumu
Parasti izmantotā titāna un titāna sakausējuma cietības tabula
|
Sērijas numurs |
Zīmola numurs |
Cietība |
| 1 | TA0 | 120HB |
| 2 | TA2 | 200 ~ 296HB |
| 3 | TA7 | 277 ~ 286HB |
| 4 | TA10 | 180 ~ 215 HB |
| 5 | TA11 | 275% 7e313HB |
| 6 | TA12 | 305 ~ 316HB |
| 7 | TA13 | 305 ~ 316HB |
| 8 | TA15 | 225 ~ 314HB |
| 9 | TA18 |
15 ~ 17 HRC |
| 10 | TA19 | 309HBS |
| 11 | Ti-55 | 33 ~ 34HRC |
| 12 | TC1 | 210 ~ 215HB |
| 13 | TC4 (rūdīšanas stāvoklis) | 255 ~ 341HB |
| TC4 (risinājuma novecošanas stāvoklis) | 293 ~ 361HB | |
| 14 | TC6 | 285 ~ 340 HB |
| 15 | TC11 | 331 ~ 343HB |
| 16 | TC16 (rūdīts) | 230 ~ 280 HB |
|
TC16 (ierobežots laiks) |
340 ~ 370 HB |
|
| 17 | TC17 | 337~357HB |
| 18 | TC18 | 310 ~ 360 HB |
| 19 | TC19 | 337~357HB |
| 20 | TC21 | 36 ~ 43HRC |
| 21 | TB3 (cietais šķīdums) | 269HB |
| TB3 (novecošanās) | 395HB | |
| 22 | TB6 | 335 ~ 375HB |
| 23 | TB8 | 352% 7e373HB |
Saskaņā ar Vācijas standartu DIN50150.
Tālāk ir sniegta parasti izmantotā tērauda stiepes izturības un Vikersa cietības, Brinela cietības un Rokvela cietības salīdzināšanas tabula:
| stiepes izturība Rm (N/mm2) |
Vickers cietība HV |
Brinela cietība HB |
Rokvela cietība HRC |
| 250 | 80 | 76.0 | - |
| 270 | 85 | 80.7 | - |
| 285 | 90 | 85.2 | - |
| 305 | 95 | 90.2 | - |
| 320 | 100 | 95.0 | - |
| 335 | 105 | 99.8 | - |
| 350 | 110 | 105 | - |
| 370 | 115 | 109 | - |
| 380 | 120 | 114 | - |
| 400 | 125 | 119 | - |
| 415 | 130 | 124 | - |
| 430 | 135 | 128 | - |
| 450 | 140 | 133 | - |
| 465 | 145 | 138 | - |
| 480 | 150 | 143 | - |
| 490 | 155 | 147 | - |
| 510 | 160 | 152 | - |
| 530 | 165 | 156 | - |
| 545 | 170 | 162 | - |
| 560 | 175 | 166 | - |
| 575 | 180 | 171 | - |
| 595 | 185 | 176 | - |
| 610 | 190 | 181 | - |
| 625 | 195 | 185 | - |
| 640 | 200 | 190 | - |
| 660 | 205 | 195 | - |
| 675 | 210 | 199 | - |
| 690 | 215 | 204 | - |
| 705 | 220 | 209 | - |
| 720 | 225 | 214 | - |
| 740 | 230 | 219 | - |
| 755 | 235 | 223 | - |
| 770 | 240 | 228 | 20.3 |
| 785 | 245 | 233 | 21.3 |
| 800 | 250 | 238 | 22.2 |
| 820 | 255 | 242 | 23.1 |
| 835 | 260 | 247 | 24.0 |
| 850 | 265 | 252 | 24.8 |
| 865 | 270 | 257 | 25.6 |
| 880 | 275 | 261 | 26.4 |
| 900 | 280 | 266 | 27.1 |
| 915 | 285 | 271 | 27.8 |
| 930 | 290 | 276 | 28.5 |
| 950 | 295 | 280 | 29.2 |
| 965 | 300 | 285 | 29.8 |
| 995 | 310 | 295 | 31.0 |
| 1030 | 320 | 304 | 32.2 |
| 1060 | 330 | 314 | 33.3 |
| 1095 | 340 | 323 | 34.4 |
| 1125 | 350 | 333 | 35.5 |
| 1115 | 360 | 342 | 36.6 |
| 1190 | 370 | 352 | 37.7 |
| 1220 | 380 | 361 | 38.8 |
| 1255 | 390 | 371 | 39.8 |
| 1290 | 400 | 380 | 40.8 |
| 1320 | 410 | 390 | 41.8 |
| 1350 | 420 | 399 | 42.7 |
| 1385 | 430 | 409 | 43.6 |
| 1420 | 440 | 418 | 44.5 |
| 1455 | 450 | 428 | 45.3 |
| 1485 | 460 | 437 | 46.1 |
| 1520 | 470 | 447 | 46.9 |
| 1555 | 480 | (456) | 47.7 |
| 1595 | 490 | (466) | 48.4 |
| 1630 | 500 | (475) | 49.1 |
| 1665 | 510 | (485) | 49.8 |
| 1700 | 520 | (494) | 50.5 |
| 1740 | 530 | (504) | 51.1 |
| 1775 | 540 | (513) | 51.7 |
| 1810 | 550 | (523) | 52.3 |
| 1845 | 560 | (532) | 53.0 |
| 1880 | 570 | (542) | 53.6 |
| 1920 | 580 | (551) | 54.1 |
| 1955 | 590 | (561) | 54.7 |
| 1995 | 600 | (570) | 55.2 |
| 2030 | 610 | (580) | 55.7 |
| 2070 | 620 | (589) | 56.3 |
| 2105 | 630 | (599) | 56.8 |
| 2145 | 640 | (608) | 57.3 |
| 2180 | 650 | (618) | 57.8 |
| 660 | 58.3 | ||
| 670 | 58.8 | ||
| 680 | 59.2 | ||
| 690 | 59.7 | ||
| 700 | 60.1 | ||
| 720 | 61.0 | ||
| 740 | 61.8 | ||
| 760 | 62.5 | ||
| 780 | 63.3 | ||
| 800 | 64.0 | ||
| 820 | 64.7 | ||
| 840 | 65.3 | ||
| 860 | 65.9 | ||
| 880 | 66.4 | ||
| 900 | 67.0 | ||
| 920 | 67.5 | ||
| 940 | 68.0 |
Titāna metāla cietība galvenokārt izpaužas tā augstajā stiprībā un lieliskajā stingrībā. Šis metāls var izturēt ārkārtīgi augstu spiedienu un spriegumu, vienlaikus saglabājot labu elastību. Tādējādi titāna metālam ir neaizvietojamas priekšrocības augstas veiktspējas lidmašīnu, kosmosa kuģu un automobiļu detaļu ražošanā.
