Hvor stærk er Grade 2 Titanium? Angivne egenskaber forklaret

Hvad Grad 2 Titanium er

Klasse 2 er arbejdshestens ulegerede kvalitet, betegnet UNS R50400 og dækket for rørformet produkt af ASTM B337 for sømløse rør, ASTM B338 for svejste og sømløse rør, ASTM B348 for stang og billet, ASTM B265 for plade og plade og ASTM B381 for smedninger. Det er kommercielt rent titanium med kontrolleret interstitielt indhold: oxygen 0,25 % max, jern 0,30 % max, kulstof 0,08 % max, nitrogen 0,03 % max og brint 0,015 % max. Densiteten er omkring 4,51 g/cm3 og elasticitetsmodulet omkring 102-105 GPa, omkring halvdelen af ​​kulstofstål, hvorfor stivhed snarere end styrke ofte styrer design.

De specificerede minimumsegenskaber

Styrke er angivet som et minimum, ikke en typisk, og tallene nedenfor er værdierne skrevet i ASTM- og ASME-specifikationerne for Grade 2-produktformularer.

Til sammenligning er Grade 5 (Ti-6Al-4V, UNS R56400) specificeret til 895 MPa trækstyrke og 828 MPa udbytte med 10 % forlængelse. Grade 2 giver derfor omkring 40 % af trækstyrken af ​​Grade 5 ved samme densitet. Faktiske mølleværdier for Grade 2 falder normalt mellem omkring 400 og 550 MPa trækstyrke, hvor de højere tal kommer fra varmere med højere ilt, så en købsspecifikation, der kun citerer Grade 2, kan modtage en bred spredning af styrker.

Hvad det betyder i design

Den praktiske styrke af klasse 2 i en trykdel bestemmes af den tilladte spænding i designkoden, ikke af trækminimum alene. ASME BPVC Sektion VIII, Division 1 lister lave tilladte til Grade 2, netop fordi forholdet mellem flydeevne og trækstyrke er højt, og materialet er belastnings-hastighedsfølsomt. Hvor der er behov for en tynd væg, kan legeringen koldbearbejdes: Koldvalsning eller trækning hæver trækstyrken til 550-700 MPa området, men det reducerer også forlængelse og duktilitet, og den færdige del bør bestilles til en tilstand, der angiver det faktiske minimum, ikke kun kvaliteten.

Trætheds-, hårdheds- og temperaturgrænser

Hårdhed er ikke en acceptegenskab for kommercielt rent titanium. Varmt-valset stang falder almindeligvis i området omkring 120-160 HV, og en hårdhedsaflæsning er bedst brugt som en konsistenskontrol mod en kendt varme frem for som en styrkeforudsigelse. Ved træthed rapporteres glatpolerede prøver testet ved 10 til effekt 7 cyklusser almindeligvis ved omkring halvdelen af ​​trækstyrken, i området 200-250 MPa for grad 2; indhak, svejsninger og overfladeforurening skærer denne figur skarpt, så svejsetæerne er normalt klædt på, eller samlingen er placeret væk fra spidsbelastningsområdet. For kontinuerlig service er klasse 2 normalt begrænset til ca. 300 C; oxidation og oxygendiffusion i overfladen bliver de kontrollerende problemer over denne temperatur frem for tab af trækstyrke.

Ofte stillede spørgsmål

Q:Er Grade 2 stærkere end blødt stål?
A: I trækstyrke er det tæt på almindeligt konstruktionsstål, men ved 4,51 g/cm3 mod 7,85 g/cm3 er den specifikke styrke langt højere, og korrosionsydelsen er ikke sammenlignelig.

Q:Kan jeg få en stærkere klasse 2 uden at ændre karakter?
A: Ja, ved koldbearbejdning, men forlængelsen falder. Angiv den kolde-bearbejdede tilstand og den påkrævede minimumstyrke på ordren i stedet for at stole på karakteren alene.

Q:Hvorfor er forholdet mellem udbytte-til-træk vigtigt?
A: Klasse 2 giver efter omkring 80 % af sin trækstyrke, så den har lidt reserve før plastisk kollaps. Trykdesignkoder tager højde for dette med reduceret tilladt stress.

Q:Hvor varmt kan klasse 2 køre?
A: Kontinuerlig service er normalt begrænset til ca. 300 C. Herover reducerer iltopsamling-og krybning delens levetid.

Q:Påvirker brintindhold styrken?
A: Det påvirker sejheden. Over grænsen på 0,015 % specificeret for grad 2 kan hydridudfældning gøre metallet skørt, især ved lav temperatur.