Overzicht van titanium ronde staven
Ronde titaniumstaaf is een solide product met ronde- secties, geleverd in rechte lengtes voor toepassingen die tegelijkertijd een lage dichtheid, hoge specifieke sterkte en uitstekende corrosieweerstand vereisen. Met een dichtheid van ongeveer 4,51 g/cm3 weegt het ongeveer 43 procent minder dan een gelijk volume staal, maar commercieel zuivere staalsoorten leveren nog steeds treksterkte in het bereik van 240-740 MPa, afhankelijk van de kwaliteit en de geleverde staat.
Het metaal is bestand tegen chloriden, zeewater, oxiderende zuren en de meeste industriële chemicaliën, omdat zich spontaan een dunne, zelf{0}}herstellende titaandioxidelaag op het oppervlak vormt. Die passieve film is de reden waarom ronde titaniumstaven betrouwbaar presteren bij chemische verwerking, ontzilting en maritieme diensten, waar koolstofstaal en zelfs roestvrij staal putjes zouden vormen of spannings--corrosiescheuren zouden ondergaan.
Cijfers en normen
Ronde staven worden geproduceerd volgens ASTM B348 voor staven en knuppels van titanium en titaniumlegeringen, en volgens GB/T 2965 voor binnenlandse levering. De twee systemen overlappen elkaar nauw, maar zijn chemisch gezien niet identiek. Daarom wordt er altijd een kwaliteitsaanduiding vermeld samen met de norm waarvoor deze is besteld.
Commercieel zuivere kwaliteiten- ASTM Gr1, Gr2, Gr3 en Gr4, met equivalent GB TA0, TA2 en TA3: een stijgend zuurstof- en ijzergehalte verhoogt de sterkte terwijl de ductiliteit enigszins wordt verminderd. Gr2 is het werkpaard voor algemene- doeleinden.
Corrosie-bestendige kwaliteiten- ASTM Gr7, Gr11 en Gr12, met GB TA9 en TA10: palladium- of molybdeentoevoegingen verlengen de levensduur bij het reduceren van zuren en hoog-chloridepekel.
Alfa-bètalegeringen- ASTM Gr5 (Ti-6Al-4V) met GB TC4 en ASTM Gr9 (Ti-3Al-2,5V) met GB TA18: warmtebehandelbare legeringen die een treksterkte van meer dan 895 MPa bereiken voor onderdelen in de lucht- en ruimtevaart en zwaar belaste componenten.
Groottebereik en dimensionale opties
| Parameter | Bereik | Opmerkingen |
|---|---|---|
| Diameter | 0,1 mm - 600 mm | Getrokken kleine staaf tot grote gesmede knuppel |
| Lengte | 1 m, 2 m, 3 m, 6 m | Willekeurige of vaste snijlengtes |
| Rechtheid | Typisch 1 mm per meter | Verbeterd door koudtrekken en rechttrekken met rollen |
| Oppervlak | Gebeitst, gedraaid, geslepen, gepolijst | Heldere afwerking voor automatische bewerking |
| Voorwaarde | Gegloeid, warm bewerkt, koud bewerkt | Afgestemd op de vormbewerking |
Productietechnieken
Drie procesroutes dekken de meeste vraag. Heet smeden breekt de structuur van de gegoten staaf af en produceert een staaf met een grote diameter en een verfijnde korrelstroom. Warmwalspakken met een gemiddelde diameter waarbij een stevig oppervlak en een redelijke maatvoering vereist zijn, tegen lagere kosten. Koudtrekken, meestal gecombineerd met tussentijds gloeien, levert de kleinste diametertolerantie, de beste rechtheid en de helderste afwerking op, en is de normale route voor kleine staven die bestemd zijn voor automatische schroefmachines.
Elke route eindigt met ultrasone inspectie, chemische analyse en mechanische tests vóór verzending, en het fabriekstestcertificaat traceert het hittenummer terug naar de smelt.
Toepassingen per branche
Chemisch en petrochemisch: buizenplaten van warmtewisselaars, pompschachten, klepstelen en interne onderdelen van de reactor blootgesteld aan chloride-dragende media.
Medisch: botschroeven, wervelkolomstaven, tandabutments en instrumentschachten, voornamelijk in Gr5- en Gr23 ELI-composities.
Lucht- en ruimtevaart: bevestigingsmiddelen, actuatorcomponenten en casco-fittingen waarbij specifieke sterkte het ontwerp bepaalt.
Maritiem en ontzilting: zeewaterleidingen, onderzeese hardware en condensorcomponenten.
Elektronica en metallurgie: anodes, sputterdoelen en vacuümkameronderdelen.
Hoe elementaire inhoud de prestaties verandert
Zuurstof is het meest invloedrijke interstitiële materiaal in commercieel zuiver titanium. Door deze te verhogen van ongeveer 0,18 procent in Gr2 naar 0,40 procent in Gr4 wordt de treksterkte verhoogd van ongeveer 345 MPa naar 550 MPa, terwijl de ductiliteit afneemt. IJzer en stikstof versterken in dezelfde richting, maar verminderen ook de taaiheid. Aluminium stabiliseert de alfafase en verhoogt de sterkte bij hoge- temperaturen, vanadium stabiliseert de bèta en verbetert de hardbaarheid, terwijl palladium en ruthenium puur worden toegevoegd voor corrosiebestendigheid. Omdat deze effecten additief zijn, wordt de samenstelling strak gespecificeerd en niet aan de producent van de blokken overgelaten.
Veelgestelde vragen
Vraag: Kunnen aangepaste diameters en lengtes worden geproduceerd?
Ja. Stang buiten het standaardassortiment wordt op bestelling geproduceerd, inclusief tussendiameters, vaste snijlengtes en nauwere toleranties.
Vraag: Welke soorten zijn normaal gesproken op voorraad?
Gr2, Gr5 en Gr7 rondstaf zijn doorgaans uit voorraad leverbaar in gangbare diameters; andere kwaliteiten en maten worden op bestelling geproduceerd.
Vraag: Wat is de maximale beschikbare lengte?
Standaard walslengtes zijn 1 m, 2 m, 3 m en 6 m. Langere enkelstukken zijn afhankelijk van de diameter en het procestraject en worden overeengekomen voordat de productie start.
Vraag: Is een ronde titanium staaf geschikt voor gebruik bij hoge- temperaturen?
Commercieel zuivere kwaliteiten werken continu tot ongeveer 300 graden C onder oxiderende omstandigheden, en legeringen zoals Gr5 behouden hun bruikbare sterkte tot ongeveer 400 graden C. Boven deze grenzen versnelt de oxidatie en wordt kruip aanzienlijk.
Vraag: Hoe verhoudt titanium zich tot roestvrij staal 316?
Titanium is ongeveer 40 procent lichter, verdraagt chloriden zonder putjes en is veel beter bestand tegen zeewater, maar het kost meer per kilogram en vereist lagere bewerkingssnelheden.
Vraag: Welke oppervlakteafwerkingen zijn beschikbaar?
Gebeitst, gedraaid, centerloos geslepen en gepolijste afwerkingen worden allemaal geleverd; geslepen staaf heeft de voorkeur wanneer onderdelen op automatische draaibanken worden bewerkt.
