เฮ้ ในฐานะซัพพลายเออร์ของแถบไทเทเนียมเกรด 23 ฉันมักจะถูกถามว่าวัสดุนี้สามารถใช้ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงได้หรือไม่ มาขุดในหัวข้อนี้และค้นหา
ก่อนอื่นเรามาทำความเข้าใจกันว่าเกรด 23 Titanium Bar เป็นเรื่องเกี่ยวกับอะไร เกรด 23 ไทเทเนียมหรือที่รู้จักกันในชื่อ TI - 6AL - 4V ELI (คั่นระหว่างหน้าต่ำพิเศษ) เป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่มีความแข็งแรงสูง มันมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ยอดเยี่ยมความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความแข็งแรงที่ดี - ต่อ - อัตราส่วนน้ำหนัก นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงเป็นที่นิยมอย่างมากในอุตสาหกรรมเช่นการบินและอวกาศการแพทย์และนาวิกโยธิน
แต่เมื่อพูดถึงการใช้งานที่สูง - อุณหภูมิสิ่งต่าง ๆ ก็ยุ่งยากเล็กน้อย สภาพแวดล้อมที่สูง - อุณหภูมิมักถูกกำหนดให้เป็นที่ที่อุณหภูมิสูงกว่า 300 ° C (572 ° F) ในเงื่อนไขเหล่านี้วัสดุจำเป็นต้องรักษาคุณสมบัติเชิงกลของพวกเขาเช่นความแข็งแรงและความเหนียวและต้านทานการเกิดออกซิเดชันและคืบ
มาพูดถึงคุณสมบัติเชิงกลของแถบไทเทเนียมเกรด 23 ที่อุณหภูมิสูง ที่อุณหภูมิห้องโลหะผสมนี้มีความต้านทานแรงดึงประมาณ 110 ksi (758 MPa) แต่เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความแข็งแรงของมันก็เริ่มลดลง ตัวอย่างเช่นที่ 300 ° C (572 ° F) ความต้านทานแรงดึงของเกรด 23 ไทเทเนียมอาจลดลงเหลือประมาณ 80 - 90 ksi (552 - 620 MPa) และหากอุณหภูมิสูงถึง 400 ° C (752 ° F) ความแข็งแรงจะลดลง
การลดลงของความแข็งแรงเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของโครงสร้างจุลภาคของโลหะผสมที่อุณหภูมิสูง เฟสอัลฟ่าและเบต้าในโลหะผสมไทเทเนียมเริ่มเปลี่ยนและหยาบซึ่งทำให้วัสดุอ่อนแอลง นอกจากนี้การแพร่กระจายของอะตอมจะทำงานได้มากขึ้นที่อุณหภูมิสูงซึ่งนำไปสู่การคืบคลาน Creep คือการเสียรูปแบบช้าและถาวรของวัสดุภายใต้โหลดคงที่ตลอดเวลา
ปัญหาอีกประการหนึ่งของการใช้แถบไทเทเนียมเกรด 23 ในการใช้งานอุณหภูมิสูงคือการออกซิเดชั่น ไทเทเนียมเป็นโลหะปฏิกิริยาและที่อุณหภูมิสูงสามารถทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในอากาศเพื่อสร้างชั้นไทเทเนียมออกไซด์ เลเยอร์ออกไซด์นี้สามารถลดลงได้เผยให้เห็นไทเทเนียมสดเพื่อออกซิเดชั่นเพิ่มเติม เมื่อเวลาผ่านไปสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การสูญเสียวัสดุอย่างมีนัยสำคัญและการลดคุณสมบัติเชิงกลของบาร์
อย่างไรก็ตามนั่นไม่ได้หมายความว่าไม่สามารถใช้แถบไทเทเนียมเกรด 23 ในการใช้งานอุณหภูมิสูงได้เลย ในบางกรณีที่อุณหภูมิสูงปานกลางและโหลดไม่หนักเกินไปมันยังคงเป็นตัวเลือกที่ทำงานได้ ตัวอย่างเช่นในส่วนประกอบการบินและอวกาศบางส่วนที่อุณหภูมิอาจสูงถึง 300 - 350 ° C (572 - 662 ° F) สามารถใช้ไทเทเนียมเกรด 23 ได้หากมีการออกแบบและการป้องกันที่เหมาะสม
วิธีหนึ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพอุณหภูมิสูงของแท่งไทเทเนียมเกรด 23 คือผ่านการรักษาพื้นผิว การเคลือบสามารถนำไปใช้กับพื้นผิวของบาร์เพื่อป้องกันการเกิดออกซิเดชันและลดอัตราการถ่ายเทความร้อน ตัวอย่างเช่นการเคลือบเซรามิกหรือการเคลือบอะลูมิเนียมสามารถให้อุปสรรคป้องกันระหว่างไทเทเนียมและสิ่งแวดล้อม
ตอนนี้ลองเปรียบเทียบแท่งไทเทเนียมเกรด 23 กับโลหะผสมไทเทเนียมอื่น ๆ สำหรับการใช้งานที่สูง - อุณหภูมิ หากคุณกำลังมองหาโลหะผสมไทเทเนียมที่สามารถรองรับอุณหภูมิที่สูงขึ้นได้คุณอาจพิจารณาGR12 TI - 0.3mo - 0.8NI TITANIUM BAR- โลหะผสมนี้มีความต้านทานอุณหภูมิสูงและความต้านทานออกซิเดชันสูงกว่าเมื่อเทียบกับเกรด 23 สามารถใช้ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงถึง 400 - 500 ° C (752 - 932 ° F)
อีกทางเลือกหนึ่งคือASTM F136 TI - 6AL - 4V Eli Titanium Bar- แม้ว่ามันจะคล้ายกับเกรด 23 ในองค์ประกอบ แต่ก็มักจะใช้ในแอปพลิเคชันที่จำเป็นต้องมีความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อนที่อุณหภูมิสูง
TI - 3AL - 2.5V ไทเทเนียมบาร์ยังเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานที่สูง - อุณหภูมิ มันมีความสมดุลที่ดีของความแข็งแรงความเหนียวและประสิทธิภาพอุณหภูมิสูง
โดยสรุปในขณะที่เกรด 23 ไทเทเนียมบาร์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมายการใช้งานในการใช้งานที่อุณหภูมิสูงมี จำกัด การลดลงของความแข็งแรงและความเสี่ยงของการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงเป็นปัจจัยสำคัญที่ต้องพิจารณา แต่ด้วยการออกแบบที่เหมาะสมการรักษาพื้นผิวและในระดับอุณหภูมิสูงพอสมควรมันยังคงเป็นวัสดุที่มีประโยชน์
หากคุณอยู่ในตลาดสำหรับแท่งไทเทเนียมสำหรับแอปพลิเคชันของคุณไม่ว่าจะเป็นเกรด 23 หรือโลหะผสมอื่น ๆ ฉันมาที่นี่เพื่อช่วย ฉันสามารถให้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณภาพสูงและคำแนะนำจากมืออาชีพ อย่าลังเลที่จะติดต่อฉันเพื่อขอข้อมูลเพิ่มเติมและเริ่มการเจรจาการซื้อ
ข้อมูลอ้างอิง:
- "โลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม: พื้นฐานและการใช้งาน" โดย Yuri Estrin และคณะ
- "วัสดุวิทยาศาสตร์และวิศวกรรม: บทนำ" โดย William D. Callister, Jr. และ David G. Rethwisch