Grade 12 Titanium rektangulær plade til ASTM B265 for Aerospace Service

Hvad Grad 12 Titanium Plate er

Grade 12 (UNS R53400) er en næsten-alfa-titaniumlegering med en nominel sammensætning på Ti-0,3Mo-0,8Ni. Det tilhører den korrosionsbestandige familie af titaniumkvaliteter, der ligger mellem kommercielt rent titanium og de højstyrke strukturelle legeringer. De små tilsætninger af molybdæn og nikkel ændrer overfladefilmens elektrokemiske opførsel, så legeringen tåler varme kloridlage og mildt reducerende syrer langt bedre end ulegeret titan, samtidig med at densiteten på omkring 4,51 g/cm3, det lave modul og den fremragende fremstillingsadfærd, der gør titanium let at arbejde med, bibeholdes.

I den flade-produktfamilie er legeringen standardiseret i ASTM B265 / ASME SB265 for plade, strimmel og plade. Rektangulær plade fremstilles ved varmvalsning, derefter udglødet og afkalket eller syltet; tilskåret-til-størrelse rektangulære stykker fremstilles også af masterplade ved vandstråleskæring eller slibende skæring, så den rullede retning kan justeres med hovedspændingsretningen for den færdige del.

Sammensætning og mekaniske egenskaber til ASTM B265

Kemien i klasse 12 styres stramt, fordi både nikkel- og iltindholdet bestemmer korrosionsbestandighed og sejhed. Typiske grænser er vist nedenfor.

Minimumskrav til rumtemperatur-trækstyrke for fladt produkt af klasse 12 er en trækstyrke på 483 MPa (70 ksi), en 0,2 % offset flydespænding på 345 MPa (50 ksi) og en forlængelse på 18 %. Fordi legeringen normalt leveres udglødet, falder de faktiske egenskaber typisk lidt over disse minima; materialet er ikke beregnet til bærende-strukturelle samlinger, hvor 828 MPa-klassen af ​​klasse 5 er påkrævet.

Rektangulære pladestørrelser og tykkelsestolerancer

Under ASTM B265 er produkt under 4,76 mm klassificeret som plade og strimmel, mens plade starter ved 4,76 mm og løber op til 101,6 mm. Købere, der bestiller en rektangulær plade, bør derfor angive profilen som en pladevare, når tykkelsen når pladeområdet, da tilladte tykkelsestolerancer, planhedsgrænser og kantforhold er forskellige mellem de to produktformer. Typisk kommerciel rektangulær plade tilbydes i følgende kuvert.

Tykkelse: 4,76 mm til 101,6 mm (udglødet plade); tyndspor 0,5-4,75 mm leveres som plade.

Bredde: 1000-2000 mm, med smallere spaltebredder på forespørgsel.

Længde: op til 6000 mm for standard rektangulære stykker; længere længder samles normalt eller leveres som spole.

Overflade: varmvalset og syltet, eller koldvalset og poleret, afhængigt af renhedskravet i den efterfølgende proces.

Kanter: klippet, fræset eller vandstråleskåret; fræsede kanter foretrækkes, når pladen skal svejses til en trykkomponent.

Korrosionsydelse i kloridmiljøer

Den kommercielle årsag til at vælge Grade 12 frem for Grade 2 er sprækkekorrosion. Ulegeret titanium fungerer godt i beluftet havvand, men kan blive udsat for lokalt angreb under pakninger, aflejringer og lapsamlinger, når temperaturen stiger, især i koncentrerede saltlage. Molybdæn og nikkel i Grade 12 hæver temperaturen, hvor sprækkeangrebet begynder, og derfor er legeringen almindelig i varmevekslere, klor-alkaliudstyr, afsaltningstog og offshore havvandssystemer. I oxiderende syrer og neutrale opløsninger forbliver den generelle korrosionshastighed sammenlignelig med kommercielt rent titanium. Grad 12 er dog ikke svaret på stærkt reducerende medier såsom varm salt- eller svovlsyre i høj koncentration; for disse opgaver er en palladium-bærende kvalitet som grad 7 eller grad 11 normalt specificeret, da palladium er en mere effektiv katodisk promotor end nikkel plus molybdæn.

Applikationer og fremstillingspraksis

Luftfart og forsvar: test-rig-armaturer, hydrauliske beslag, shims, fastgørelseselementer og jord-understøttelse af hardware udsat for klorid-bærende væsker.

Kemisk forarbejdning: varmevekslerrørplader, søjleinternale, reaktorforinger og rørspoler.

Marine og offshore: havvandsrørkomponenter, stigrørsklemmer og stænkzonefittings-.

Bearbejdning skal bruge skarpt, positivt-hårdmetalværktøj, lav skærehastighed, høj tilførsel og rigeligt klorfrit-kølemiddel; titanium leder varme dårligt, så varme skal forlade chippen. Formning ved stuetemperatur er praktisk ved generøse bøjningsradier, hvor bøjningslinjen fortrinsvis er på tværs af rulleretningen. Svejsning udføres ved gas-wolfram-buesvejsning med et matchende ERTi-12-fyldstof eller, for ikke-kritiske samlinger, et kommercielt rent titanium-fyldstof; svejsebadet og den varme bagside skal afskærmes med argon med høj-renhed, indtil metallet afkøles til under ca. 400 C, og interpass-temperaturen skal holdes lav. Dele rengøres normalt med salpetersyre-fluorsyre eller mekanisk slid før svejsning, fordi jernforurening forårsager den velkendte blå-sorte overfladefilm og kan føre til skørhed.

Almindelige misforståelser

Klasse 12 er ikke en høj-legering. Med et minimumstræk på 483 MPa er det en korrosionskvalitet, ikke en strukturel erstatning for Grade 5 (Ti-6Al-4V).

Grade 12 og Grade 7 er forskellige legeringer. Grad 7 bruger omkring 0,15% palladium og foretrækkes til at reducere syrer.

Korrosionsbestandighed afhænger af en passiv oxidfilm, ikke af overfladens farve. En misfarvet svejsning, der ikke gen-rengøres, kan være værre end en-rullet overflade.

Væg- og pladetykkelsesklassifikationer har betydning: Et 1 mm rektangulært produkt er plade, og påføring af pladetolerancer på det vil blive afvist ved inspektion.

FAQ

Q: Hvad er forskellen mellem Grade 12 og Grade 2 titanium?
Grad 12 indeholder omkring 0,3 % Mo og 0,8 % Ni, hvilket hæver sprække--korrosionstærsklen i varme chlorider; Grade 2 er ulegeret og bruges, hvor der ikke er tætte sprækker eller varme saltlage.

Spørgsmål: Hvad er den mindste trækstyrke for klasse 12 plade?
ASTM B265 kræver mindst 483 MPa (70 ksi) trækstyrke, 345 MPa (50 ksi) udbytte og 18 % forlængelse for udglødet Grad 12 fladt produkt.

Q: Kan klasse 12 plade svejses?
Ja. Den er svejset af GTAW med ERTi-12 spartelmasse under fuld argonafskærmning, med lav mellemløbstemperatur og bejdsning af den færdige samling.

Spørgsmål: Hvorfor angiver specifikationen en tykkelse på 4,76 mm som starten på pladen?
ASTM B265 definerer plade og strimmel under 4,76 mm og plade fra 4,76 mm og opefter, og tolerancetabellerne er forskellige for de to former.

Q: Er Grade 12 velegnet til havvandsvarmevekslere?
Den bruges i vid udstrækning til den opgave på grund af dens sprække--korrosionsbestandighed, forudsat at designtemperaturen og kloridniveauet forbliver inden for den offentliggjorte servicekonvolut.

Q: Hvordan skal rektangulær plade opbevares?
Hold det tørt, væk fra kulstofstål og jernstøv og adskilt fra klorider; jernforurening er den mest almindelige årsag til rustfarvning på titanium.