Tiub Titanium Gred 9 Ti-3Al-2.5V: Sifat dan Aplikasi ASTM B338

Darjah 9 dalam Keluarga Titanium

Titanium Gred 9 ialah alfa-ali beta Ti-3Al-2.5V, ditetapkan UNS R56320 dan dikenali dalam sistem GB/T 3620.1 sebagai TA18. Ia menduduki niche khusus dan berguna: kira-kira separuh kandungan aluminium kuda kerja Ti-6Al-4V, yang menjadikannya lebih boleh dibentuk dan boleh dikimpal, tetapi dengan tahap kekuatan dua kali ganda daripada Gred 2 tulen secara komersial. Untuk tiub hidraulik, talian instrumen dan bingkai tiub galas beban, gabungan itu mempunyai beberapa pesaing.

Aloi biasanya dibekalkan dalam keadaan anil dengan struktur mikro alfa-beta. Ia boleh dikerjakan dengan sejuk dan tekanan dilegakan kepada kekuatan yang lebih tinggi untuk aplikasi tertentu, tetapi sebahagian besar tiub dan paip dalam perkhidmatan digunakan dalam keadaan anil kilang, di mana kemulurannya menyokong lenturan, pembakaran dan kimpalan orbit tanpa retak.

Kimia dan Keperluan Mekanikal

Tiub dipesan kepada ASTM B338, dan sebutan ASME SB-338 menggunakannya untuk pembinaan berkod. Komposisi dikawal ketat dan lantai mekanikal dipisahkan dengan baik daripada nilai pengeluaran biasa.

Dua mata dalam jadual itu memberi perhatian. Had oksigen 0.12 peratus adalah rendah mengikut piawaian titanium, yang membolehkan aloi mengekalkan kemulurannya pada kekuatan tegangan 620 MPa. Dan julat aluminium 2.5 hingga 3.5 peratus adalah sempit; aluminium ialah penstabil alfa utama, jadi haba di hujung rendah julat akan menjadi lebih lembut dan lebih mudah dibentuk, manakala satu di hujung tinggi akan menjadi lebih kuat dan keras melalui selekoh.

Data reka bentuk fizikal mengikut corak yang sama. Ketumpatan adalah kira-kira 4.48 g/cm3, modulus elastik adalah kira-kira 100 hingga 107 GPa dan pekali min pengembangan haba adalah sekitar 9.2 x 10-6 per K. Seperti setiap gred titanium, modulusnya adalah kira-kira separuh daripada keluli, yang bermaksud tiub titanium dengan diameter dan dinding yang sama akan menjadi lebih fleksibel sebelum tiub keluli lebih fleksibel.

Dimensi Paip dan Tiub dan Bentuk Produk

Ketersediaan dalam stok tiub berdiameter kecil-adalah sebab praktikal Gred 9 dinyatakan begitu kerap untuk talian hidraulik dan pneumatik. Tiub dalam julat diameter luar 6 hingga 64 mm dengan ketebalan dinding dari kira-kira 0.5 hingga 2.5 mm meliputi sebahagian besar keperluan hidraulik dan talian instrumen aeroangkasa, dan ia boleh dibekalkan dalam panjang kilang penuh atau dipotong mengikut panjang untuk abah-abah tertentu.

Fabrikasi: Lenturan, Kimpalan dan Rawatan Haba

Lentur sejuk ialah operasi fabrikasi yang menentukan untuk tiub Gred 9, dan kelakuannya adalah lebih baik daripada Gred 2 atau Gred 5. Aloi mengambil jejari lenturan yang lebih ketat daripada Ti-6Al-4V tanpa retak dan memegang springback yang lebih boleh diramal daripada Gred 2, yang penting apabila talian hidraulik perlu dialihkan melalui ruang terkurung dan dipadankan dengan lekapan. Kelengkapan kimpalan boleh dibuat dengan penyambungan bebola atau pembakaran, kedua-duanya aloi bertolak ansur dengan baik dalam keadaan anil.

Kimpalan dilakukan dengan arka tungsten gas dengan wayar pengisi Gred 9 yang sepadan, dan peraturan yang mengawal semua titanium terpakai tanpa pengecualian: kolam kimpalan, manik mengekor dan bahagian belakang sambungan mesti dilindungi oleh gas lengai sehingga logam telah disejukkan di bawah kira-kira 400 C. Titanium menyerap oksigen dan nitrogen di atas suhu itu dan membentuk lapisan radiografik yang keras dan gagal dalam keadaan radiografik yang keras. itu sendiri adalah bunyi. Talian tiub yang dikimpal secara orbit untuk perkhidmatan aeroangkasa dikimpal secara rutin dalam ruang yang dibersihkan dengan oksigen dipantau pada muka kimpalan.

Pelepasan tekanan selepas lenturan atau kimpalan dilakukan pada suhu yang dipilih untuk mengendurkan tegasan sisa tanpa mengganggu -struktur mikro alfa. Produk yang dilukis sejuk disepuhlindap antara pas lukisan dan setiap pas mesti berakhir dengan permukaan jeruk yang bebas daripada lapisan-oksigen yang diperkaya yang dihasilkan semasa penyepuhlindapan dalam udara.

Aplikasi: Talian Hidraulik, Rangka Udara dan Sistem Marin

Tiub hidraulik aeroangkasa adalah aplikasi terbesar. Gabungan aloi kekuatan tinggi, berat rendah dan rintangan yang sangat baik terhadap kakisan am dalam persekitaran galas air laut dan klorida-menjadikannya bahan standard untuk saluran hidraulik dan bahan api pesawat, di mana penjimatan ketebalan dinding pecahan milimeter merentasi ratusan meter tiub merupakan penambahan muatan yang bermakna.

Bingkai basikal dan struktur tiub membentuk pasaran utama kedua, di mana tiub Gred 9 disarung dan dikimpal ke dalam bingkai ringan yang menukar sedikit kekakuan untuk peningkatan besar dalam kualiti tunggangan berbanding aluminium. Kebolehkimpalan aloi dan keupayaannya untuk ditarik ke dalam bahagian dinding yang nipis dan bertangkai menjadikannya sangat sesuai dengan laluan pengeluaran itu. Sistem ekzos untuk motosikal dan kenderaan berprestasi menggunakan sifat yang sama, di mana kekonduksian terma yang rendah mengekalkan haba gas ekzos daripada merambat di sepanjang paip dan rintangan kakisan bertahan dalam kondensat.

Kejuruteraan marin menggunakan Gred 9 untuk struktur tiub, pengikat dan talian instrumen dalam perkhidmatan air laut. Adalah wajar menyatakan had dengan jelas: Gred 9 tidak mempunyai tambahan paladium atau molibdenum, jadi ia tahan kakisan seragam dan lubang dalam air laut tetapi tidak menawarkan rintangan kakisan celah Gred 7 atau Gred 12 dalam air garam pekat panas. Apabila klorida tertumpu dalam sambungan pada suhu tinggi, gred aloi-yang lebih tinggi ialah pilihan yang betul dan Gred 9 tidak boleh digantikan.

Soalan Lazim

Q:Apakah sebutan UNS untuk titanium Gred 9?
A: R56320, untuk aloi Ti-3Al-2.5V. Ia dikenali sebagai TA18 dalam sistem penetapan GB/T 3620.1 dan dilindungi oleh ASTM B338 untuk tiub, ASTM B861 untuk paip lancar dan ASTM B265 untuk helaian.

Q:Apakah sifat mekanikal minimum tiub Gred 9?
A: ASTM B338 memerlukan kekuatan tegangan minimum 620 MPa, kekuatan hasil mengimbangi minimum 0.2 peratus 483 MPa dan pemanjangan minimum 15 peratus dalam panjang tolok 2 inci.

Q:Bagaimanakah Gred 9 dibandingkan dengan Gred 5 Ti-6Al-4V?
J: Gred 9 adalah kira-kira 30 peratus lebih rendah dalam kekuatan tegangan tetapi jauh lebih mudah dibentuk dan lebih mudah untuk dikimpal, dan ia lebih mudah dimesin. Untuk tiub yang mesti dibengkokkan ke jejari ketat, Gred 9 biasanya merupakan pilihan yang lebih baik; untuk-pemasangan beban tinggi dan bahagian struktur, Gred 5 diutamakan.

Q:Adakah Darjah 9 sesuai untuk perkhidmatan air laut?
J: Ya untuk rintangan kakisan dan pitting umum, itulah sebabnya ia digunakan dalam struktur tiub marin dan garisan instrumen. Ia tidak mempunyai tambahan molibdenum dan nikel Gred 12, walau bagaimanapun, ia tidak boleh digunakan di mana klorida tertumpu di celah-celah pada suhu tinggi.

Q:Apakah wayar pengisi yang digunakan untuk mengimpal titanium Gred 9?
A: Dawai pengisi Gred 9 yang sepadan, dikimpal oleh arka tungsten gas dengan pelindung gas lengai penuh pada muka kimpalan dan bahagian belakang. Pencemaran atmosfera di atas kira-kira 400 C menghasilkan sarung alfa rapuh yang akan gagal lentur dan pemeriksaan radiografik.

Q:Mengapakah Gred 9 mempunyai had oksigen yang lebih rendah daripada Gred 2?
A: ASTM B338 menutup oksigen pada 0.12 peratus untuk Gred 9 kerana aloi itu direka untuk memberikan kekuatan tegangan 620 MPa sambil mengekalkan kemuluran yang mencukupi untuk lenturan dan pembakaran sejuk. Oksigen yang lebih tinggi akan meningkatkan kekuatan tetapi mengurangkan kebolehbentukan yang membenarkan penetapan aloi.