2-darajali va 5-darajali titanium qotishmalarining asosiy farqlarini tahlil qilish

Titan qotishmasi aerokosmik, tibbiyot va kimyo muhandisligi kabi yuqori darajadagi-sohalarda oʻzining yuqori mustahkamligi va ogʻirlik nisbati, korroziyaga chidamliligi va biologik mosligi uchun asosiy material sifatida qabul qilingan. Titanium qotishmalarining ko'p navlari orasida 2-darajali (sanoat uchun sof titan) va 5-darajali (Ti-6Al-4V) ikkita eng mashhur navlar bo'lib, ular kompozitsion dizayni, ishlash xususiyatlari va qo'llanilishi sohasida tub farqlarga ega. Ushbu maqola 8 ta asosiy o'lchamdagi farqlarni muntazam ravishda tahlil qilib, chet ellik xaridorlar va muhandislar uchun to'g'ri material tanlash ma'lumotnomalarini taqdim etadi.

Kimyoviy tarkibi bu ikkisi o'rtasidagi asosiy farq bo'lib, materialning mikro tuzilishi va ishlash asosini bevosita belgilaydi. 2-daraj tijorat sof titaniga (CP titanium) tegishli bo'lib, titan mutlaq asosiy kimyoviy komponent va tozaligi 99,2% dan yuqori. U faqat kislorod miqdori 0,25% dan kam yoki teng, temir miqdori 0,30% dan kam yoki teng bo'lgan iz aralashmalarini o'z ichiga oladi. Qasddan qo'shilgan qotishma elementlar mavjud emas va u xona haroratida bitta alfa faza tuzilishini taqdim etadi. 5-sinf odatiy + ikki fazali titanium qotishmasi boʻlib, rasmiy ravishda Ti-6Al-4V sifatida belgilangan, tarkibi aniq va boshqariladigan dizaynga ega. Titan matritsasining taxminan 90% dan tashqari, 5,5% dan 6,75% gacha alyuminiy va 3,5% dan 4,5% gacha vanadiy maxsus qo'shiladi. Alyuminiy - fazali stabilizator bo'lib, u issiqlik qarshiligini oshirish qobiliyatiga ega, vanadiy esa - fazali stabilizator bo'lib, qattiqlashuvni oshiradi. Ushbu ikki qotishma elementning birgalikdagi ta'siri uning yuqori mustahkamlik xususiyati uchun asos bo'lgan + ikki fazali mikro tuzilmaning shakllanishiga olib keladi. Bundan tashqari, 5-sinf qotishma kuchi va qattiqligining muvozanatiga ta'sir qilmaslik uchun kislorod miqdori 0,20% dan kam yoki teng bo'lgan aralashmalar ustidan qattiqroq nazoratga ega.

Mexanik xususiyatlardagi farq komponentlar dizaynining bevosita aksidir, shuningdek, tanlov uchun asosiy asosdir. 2-darajaning mexanik xususiyatlari "o'rtacha quvvat va yuqori plastiklik" xususiyatlarini namoyon qiladi. Tavlangan holatda valentlik kuchi atigi 345-480MPa, rentabellik kuchi 275-380MPa, lekin cho'zilish 20% -28% ga yetishi mumkin va sinish chidamliligi 60MPa √ m dan oshadi. U mukammal shakllanish va zarba qarshiligiga ega. Bundan farqli o'laroq, 5-sinf mustahkamlik ko'rsatkichlari bo'yicha sifatli pog'onaga erishdi, tavlangan valentlik kuchi 895-930MPa gacha va 825-869MPa gacha bo'lgan oqim kuchiga ega. Qattiq eritmaning qarishi bilan ishlov berilgandan so'ng, valentlik kuchini 1100-1200 MPa ga oshirish mumkin, bu 2-darajaga qaraganda 2-3 baravar ko'p. Biroq, mustahkamlikning oshishi bilan plastisitning pasayishi bilan uning cho'zilishi atigi 10% -15% ni tashkil qiladi va uning sinish chidamliligi biroz pastroq (55√gh m ning ishlash ko'rsatkichlarini namoyish etadi). o'rtacha plastiklik". Bundan tashqari, 5-darajaning elastik moduli (114GPa) 2-darajali (103GPa) dan yuqori bo'lib, bu materialning yaxshi qattiqligini ko'rsatadi, zichligi esa biroz pastroq (4,43 g/sm³ va 4,51 g/sm³), bu kuch va vazn nisbati bo'yicha muhim afzalliklarni ko'rsatadi.

Korroziyaga chidamlilik ko'rsatkichlari material tarkibi va tashkilotdagi farqlar tufayli maqsadli afzalliklarni ko'rsatadi. 2-sinf, sof titan sifatida, deyarli mukammal korroziyaga chidamliligiga ega va dengiz suvi, xlorid eritmalari, nitrat kislota, sirka kislotasi va ishqoriy muhit kabi kislotali muhitda barqaror ishlashi mumkin. Sirtda hosil bo'lgan zich oksidli plyonka korroziy vositalarning kirib borishini samarali ravishda blokirovka qilishi mumkin, ayniqsa kuchli korroziya sharoitlari uchun mos keladi. 5-sinf, shuningdek, zanglamaydigan po'lat kabi an'anaviy materiallardan ancha yuqori korroziyaga chidamliligiga ega. Biroq, qotishma elementlarning ta'siri tufayli uning korroziyaga chidamliligi ba'zi bir qaytaruvchi kislotalar (masalan, xlorid kislotasi) va yuqori konsentratsiyali xlorid muhitida 2-darajaga nisbatan bir oz pastroqdir. Biroq, 5-sinf yuqori haroratli oksidlanish ko'rsatkichlariga ega va 300 darajadan past yoki unga teng bo'lgan yuqori haroratli muhitda barqaror korroziyaga chidamliligi va mexanik xususiyatlarini saqlab qolishi mumkin, 2-darajaning kuchi esa 300 darajadan oshganidan keyin sezilarli darajada pasayadi, maksimal ish harorati 400 darajadan oshmaydi.

Qayta ishlash texnikasining qiyinligi va ishlab chiqarish qobiliyati sezilarli darajada farqlanadi, bu ishlab chiqarish samaradorligi va xarajatlariga bevosita ta'sir qiladi. 2-sinfning ishlov berish qiyinligi nisbatan past. Zo'r plastika bilan u osonlikcha sovuq ishlov berish, masalan, rulon, shtamplash va egilishga erisha oladi. U mukammal payvandlash ko'rsatkichlariga ega va an'anaviy payvandlash jarayonlari yordamida yuqori sifatli choklarni olishi mumkin. Payvandlashdan keyin deformatsiya kichik va murakkab issiqlik bilan ishlov berishni tuzatishni talab qilmaydi. Uning kesish ko'rsatkichlari ham yaxshiroq, asboblarning eskirishi kamroq va ishlov berish samaradorligi 5-sinfga qaraganda yuqori. 5-darajali ishlov berish qiyinligi sezilarli darajada oshdi. Uning yuqori mustahkamligi va past issiqlik o‘tkazuvchanligi (-2-darajaning atigi uchdan bir qismi, 6,7 Vt/m · K) tufayli kesish jarayonida yuqori{13}}haroratli asbob yopishib qoladi. 30 m/min dan past bo'lgan kesish tezligini nazorat qilish uchun yuqori kobalt qattiq qotishma kesish asboblari talab qilinadi. ERTi-5 ixtisoslashtirilgan payvandlash paychalarining yordamida payvandlash jarayonida jarayon parametrlarini qattiq nazorat qilish talab etiladi. Payvandlashdan so'ng, stressni bartaraf etish va mo'rtlashuvning paydo bo'lishiga yo'l qo'ymaslik uchun 700-800 daraja tavlanish bilan ishlov berish kerak. Bundan tashqari, 5-daraja issiqlik bilan ishlov berish (eritma qarishi) orqali yanada mustahkamlanishi mumkin, 2-darajali esa, sof titan sifatida, faqat issiqlik bilan ishlov berish orqali ishlov berish stressini bartaraf etishi mumkin va kuchni yaxshilay olmaydi.

Ilova stsenariylaridagi farq turli yuqori{0}}sohalarni qamrab oluvchi ishlash xususiyatlarining aniq mos kelishidadir. 5-sinf, "yuqori quvvat, engil va yuqori haroratga chidamlilik" asosiy afzalliklari bilan, global titanium qotishmasidan foydalanishning 50% dan ortig'ini tashkil qiladi va aerokosmik sanoatida afzal qilingan materialdir. Samolyotning qo'nish moslamasi, dvigatel ventilyatori pichoqlari va korpus mahkamlagichlari kabi asosiy tarkibiy qismlarda keng qo'llaniladi va po'latga nisbatan og'irlikni 40% ga kamaytirishga erishadi. Boeing 787 samolyotining fyuzelyaji mahkamlagichlarida Ti-6Al-4V ELI (ultra{18}}past tozalash darajasi) versiyasi qo‘llaniladi. Tibbiyot sohasida 5-daraj-sun'iy bo'g'inlar va tish implantlari kabi yuk ko'taruvchi implantlar uchun javob beradi. U mikro yoy oksidlanishi bilan ishlov berish orqali aşınma qarshiligini oshirishi mumkin va ASTM F136 standartiga javob berishi kerak (kislorod miqdori 0,13% dan kam yoki teng). Bundan tashqari, u chuqur{22}}dengiz burg'ulash klapanlari va vodorod energiyasini saqlash tanklari kabi energiya sohalarida keng qo'llaniladi. 2-sinf kimyo sanoatida reaktsiya idishlari, quvurlar va issiqlik almashinuvchilari kabi korroziyaga chidamli uskunalarni ishlab chiqarish uchun ishlatiladigan "yuqori korroziyaga chidamlilik va oson kalıplama" talab stsenariysiga qaratilgan; Tibbiyot sohasida sun'iy suyaklar va tibbiy idishlar kabi yuk ko'tarmaydigan komponentlar uchun ishlatiladi; Dengiz sanoati dengiz suvini tuzsizlantirish uskunalari, kema quvurlari va boshqa ilovalar uchun, shuningdek, murakkab kalıplama talab qiladigan ingichka devorli strukturaviy komponentlar uchun ishlatiladi.

Narxlar va bozor ta'minoti holati o'rtasidagi sezilarli farq xaridlar bo'yicha qarorlar va loyiha byudjetlariga ta'sir qiladi. 2-darajali ishlab chiqarish tannarxi pastroq, xom ashyo narxi kilogramm uchun 15 dan 25 dollargacha. Oddiy ishlov berish texnologiyasi tufayli keyingi ishlab chiqarish narxi nisbatan past va bozor ta'minoti etarli. An'anaviy spetsifikatsiyalar (plitalar, quvurlar, barlar) tezda etkazib berilishi mumkin. 5-sinfning narxi sezilarli darajada yuqori, xom ashyo narxi kilogramm uchun 30 dan 60 dollargacha. Bundan tashqari, qayta ishlash qiyinligi va maxsus asbob-uskunalar va jarayonlarga bo‘lgan ehtiyoj 2-darajalidan 2{13}}3 baravar keng qamrovli ishlab chiqarish xarajatlariga olib keladi. Biroq, o‘rnini bosib bo‘lmaydigan yuqori{14}}kuchli afzalligi tufayli u hali ham yuqori{15}}sohada, xususan, aerotexnika sanoati va yuqori darajadagi tibbiy ta’minot standartlari talab qilinadigan joylarda barqaror bozor talabini saqlab qoladi. (masalan, AMS 4911 aviatsiya zarb standarti, ISO 5832-3 tibbiy standarti).

Standart tizimlar va brend nomlari oʻrtasidagi ekvivalentlikdagi farqlar transchegaraviy xaridlarda muvofiqlikni taʼminlash uchun alohida eʼtibor talab qiladi. 2-sinfga mos keladigan xalqaro standartlarga ASTM B265 (varaq/tasma), ASTM B338 (quvur), Xitoy milliy standarti TA2 ekvivalenti va ISO 5832-2 ISO standarti kiradi. 5-sinf uchun xalqaro standartlar yanada xilma-xil bo‘lib, ular ASTM B348 (barchalar/pillajlar), AMS 4911 (aviatsion zarb buyumlari), ASTM F136 (tibbiy implantlar), Xitoy milliy standarti ekvivalenti TC4 va ISO standarti ISO 5832-3ni qamrab oladi. Chet elda sotib olayotganda shuni ta'kidlash kerakki, 5-sinf an'anaviy sinf va ELI darajasi (ultra-past bo'shliq) o'rtasida farqlanadi. ELI darajasi pastroq aralashmalarga ega (kislorod 0,13% dan kam yoki unga teng) va yaxshi biologik muvofiqlikka ega. U tibbiy va past haroratli stsenariylar uchun maxsus ishlab chiqilgan va an'anaviy 5-darajali bilan adashtirmaslik kerak.

Tanlov tamoyillari va qisqacha mazmuni: 2-sinf va 5-sinfni tanlashning asosi “ishlash talablari, ishlov berish qiyinligi va xarajatlar byudjeti”ni muvozanatlashdan iborat. Agar dastur korroziyaga chidamliligi va varaqning shakllanuvchanligi bilan bog'liq bo'lsa, yuqori yuklarni (masalan, kimyoviy quvurlar yoki tibbiy konteynerlar) jalb qilmasdan, 2-darajali variant eng maqbul variant hisoblanadi; Agar siz juda yuqori quvvat, engil vazn va qabul qilinadigan yuqori haroratga chidamlilik (masalan, aviatsiya konstruktiv qismlari, yuk ko'taruvchi{4}}tibbiy implantlar, chuqur{5}}dengiz uskunalari) o'rtasida yaxshi muvozanatga erishishingiz kerak bo'lsa, yuqori narx va ko'proq ishlov berish cheklovlari bilan 5-sinfga o'tishingiz kerak. Ishlash ko'rsatkichlari aniqlanishi kerak va sotib olishdan oldin haqiqiy ish sharoitlarini (shu jumladan) hisobga olgan holda yuk, vosita, harorat, ishlov berish texnologiyasi va sanoat standartlari asosida aniq tanlash tavsiya etiladi.

Email:bjcxtitanium@gmail.com       

               cxtitanium@outlook.com

Whatsapp:+8613571718779