Gr2 ปะทะ Gr7: เกรดไทเทเนียมใดครองตำแหน่งสูงสุดสำหรับความต้องการส่วนประกอบที่สำคัญ

ในระบบวัสดุโลหะผสมไทเทเนียมGr2 (เกรดมาตรฐานไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์)และGr7 (Ti-0.15Pd โลหะผสมที่ทนต่อการกัดกร่อน)เป็นเกรดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายสองเกรดและมีลักษณะเฉพาะที่แตกต่างกัน ประเภทแรกครอบงำ-ช่องวัตถุประสงค์ทั่วไปในฐานะ "ผู้รอบด้านทางอุตสาหกรรม-" ในขณะที่ประเภทหลังแสดงคุณค่าที่ไม่สามารถทดแทนได้ในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงเนื่องจากการเติมแพลเลเดียมปริมาณเล็กน้อยอย่างแม่นยำ

 

I. ความแตกต่างขององค์ประกอบ: การเปลี่ยนแปลงเชิงคุณภาพด้านประสิทธิภาพที่เกิดจากการบวกติดตาม

องค์ประกอบหลักของ Gr2

ไทเทเนียมบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ที่มีปริมาณไทเทเนียมมากกว่าหรือเท่ากับ 99.2% และไม่มีการเพิ่มธาตุโลหะผสม มาตรฐานการควบคุมสิ่งเจือปน: O น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.25%, Fe น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.30%, N น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.03%, C น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.08%, H น้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.015%

 

องค์ประกอบหลักของ Gr7

ยึดตาม Gr2 เป็นเมทริกซ์ โดยมีการเติมแพลเลเดียม (Pd) เพิ่มเติม 0.12-0.25% ตัวบ่งชี้การควบคุมสิ่งเจือปนจะเหมือนกับ Gr2 โดยมีเฉพาะข้อกำหนดเนื้อหาสำหรับแพลเลเดียมเท่านั้น

 

 

ครั้งที่สอง การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ

 

 

มิติประสิทธิภาพ	Gr2	Gr7
คุณสมบัติทางกล (สถานะอบอ่อน)	ความต้านแรงดึง: 345-550MPa ความแรงของผลผลิต: มากกว่าหรือเท่ากับ 275MPa การยืดตัว: มากกว่าหรือเท่ากับ 20% ความแข็ง: HV 120-200 ความเป็นพลาสติกที่ดีและขึ้นรูปได้	เกือบจะเหมือนกับ Gr2 ค่าต่ำสุดของพารามิเตอร์ทางกลหลัก เช่น ความต้านทานแรงดึงและความแข็งแรงของผลผลิตจะเท่ากัน ประสิทธิภาพการทำงานที่เย็นและการเชื่อมยังคงรักษาข้อดีของ Gr2 ไว้ และกระบวนการประมวลผล Gr2 ที่มีอยู่สามารถปรับเปลี่ยนได้โดยไม่ต้องปรับพารามิเตอร์การประมวลผล
ความต้านทานการกัดกร่อน	ต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม สามารถทนต่อตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อย เช่น กรดไฮโดรคลอริกเจือจาง (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 10%) น้ำทะเล และสารละลายที่เป็นกรดอ่อน ต้านทานการกัดกร่อนแบบรูพรุนได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ แต่อัตราการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในตัวกลางรีดิวซ์ที่รุนแรง เช่น กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นและไฮโดรเจนซัลไฟด์	ความต้านทานการกัดกร่อนที่ได้รับการอัพเกรดอย่างมีนัยสำคัญ การเติมแพลเลเดียมทำให้สามารถทนต่อตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง เช่น กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น (37%), H₂S และโซเดียมไฮโปคลอไรต์ ตัวอย่างเช่น ในสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์ 90 องศา อัตราการกัดกร่อนของ Gr7 ต่ำกว่า Gr2 ถึง 70% โดยเฉพาะอย่างยิ่งแสดงให้เห็นข้อได้เปรียบที่สำคัญในการลดกรดและคลอรีน-ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง
ลักษณะการประมวลผล	ประสิทธิภาพการทำงานเย็น การขึ้นรูปร้อน และการเชื่อมที่ดีเยี่ยม อุณหภูมิการหลอม: 650-750 องศา การดองหลังการเชื่อมสามารถตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพโดยมีต้นทุนการประมวลผลต่ำ	ลักษณะการประมวลผลโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับ Gr2 ยกเว้นว่าอุณหภูมิการหลอมจะสูงกว่าเล็กน้อย (ประมาณ 800 องศา) อย่างไรก็ตาม ไม่มีความแตกต่างที่สำคัญในเรื่องความยากในการประมวลผลโดยรวมและข้อกำหนดของกระบวนการ และไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์การประมวลผลพิเศษ
ค่าใช้จ่าย	ต้นทุนต่ำ วัตถุดิบเป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์ กระบวนการถลุงทำได้ง่าย และราคาตลาดอยู่ในระดับปกติของไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์	ต้นทุนสูงกว่า Gr2 มาก เนื่องจากการเติมแพลเลเดียมโลหะมีค่าและความจำเป็นในการควบคุมการกระจายตัวของแพลเลเดียมที่สม่ำเสมอในระหว่างการถลุงอย่างแม่นยำ ต้นทุนวัตถุดิบและกระบวนการจึงเพิ่มขึ้นอย่างมาก

 

III. สถานการณ์การใช้งาน: การเบี่ยงเบนที่แม่นยำระหว่าง-วัตถุประสงค์ทั่วไปและวัตถุประสงค์พิเศษ-

Gr2

เหมาะสำหรับสถานการณ์ที่มีสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อยและมีความอ่อนไหวต่อต้นทุน เช่น เครื่องระเหยในโรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเล ท่อส่งเรือ วงแหวนปิดผนึกตัวแลกเปลี่ยนความร้อนทั่วไปในอุตสาหกรรมเคมี ท่อสเปรย์ในระบบกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์ของก๊าซไอเสีย และสถานการณ์ทางการแพทย์ที่ต้องการความเข้ากันได้ทางชีวภาพ เช่น ทันตกรรมรากเทียม

 

Gr7

มุ่งเน้นไปที่สภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งมีการกัดกร่อนอย่างรุนแรง เช่น เซลล์อิเล็กโทรไลต์ในอุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไล บุชชิ่งตัวกวนเครื่องปฏิกรณ์ ซีลวาล์วที่ทนทานต่อคลอรีนเปียก และอุปกรณ์เคมีที่ต้องต้านทานการกัดกร่อนของ H₂S ในสถานการณ์เหล่านี้ อายุการใช้งานของ Gr7 อาจมากกว่าสองเท่าของวัสดุทั่วไป และยังสามารถทดแทนส่วนประกอบ Hastelloy ที่มีราคาสูง-ได้อีกด้วย

 

 

IV. การเลือกใช้วัสดุ

1. ใช้การกัดกร่อนของสิ่งแวดล้อมเป็นพื้นฐานหลัก

• Gr2: ตัวกลางออกซิไดซ์ที่เป็นกลาง/ออกซิไดซ์อย่างอ่อน (น้ำทะเล น้ำจืด อากาศชื้น ฯลฯ)
• Gr7: กรดรีดิวซ์ (กรดไฮโดรคลอริก/กรดซัลฟิวริกมากกว่าหรือเท่ากับ 5%), สารละลายที่มี-คลอรีนอุณหภูมิสูง- และสภาพแวดล้อมรีดักชันออกซิเดชัน{4}}สลับกัน

 

2.ประเมินร่วมกับข้อกำหนดทางกลและการประมวลผล

วัสดุทั้งสองสามารถใช้ได้เมื่อความต้านทานแรงดึงอยู่ที่ 345-550MPa และจำเป็นต้องมีการขึ้นรูป/การเชื่อมที่ซับซ้อน

• Gr2: เลือก Gr2 สำหรับ-ชิ้นส่วนมาตรฐานที่ผลิตจำนวนมาก (ต้นทุนต่ำ)
• Gr7: สำหรับชิ้นส่วนที่มีรูปทรงพิเศษ-เป็นชุดขนาดเล็ก Gr7 สามารถจัดลำดับความสำคัญได้ตามความต้องการด้านความต้านทานการกัดกร่อน (ความเข้ากันได้ของกระบวนการที่ดี ช่วยลดการลงทุนของแม่พิมพ์)

 

3.ยึดตามการบัญชีต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน

• ต้นทุนวัตถุดิบของ Gr7 สูงกว่า Gr2 ถึง 30% -50% แต่อายุการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนคือ 2-5 เท่าของ Gr2
• สำหรับการบริการระยะสั้น- (น้อยกว่าหรือเท่ากับ 5 ปี) และสถานการณ์ที่มีการกัดกร่อนเล็กน้อย Gr2 มีประสิทธิภาพด้านต้นทุนที่ดีกว่า
• สำหรับการบริการระยะยาว- (มากกว่าหรือเท่ากับ 10 ปี) หรืออุปกรณ์สำคัญที่มีการกัดกร่อนอย่างรุนแรง Gr7 สามารถประหยัดต้นทุนทั้งหมดได้โดยการขยายอายุการใช้งานและลดการบำรุงรักษา

 

4.ข้อเสนอแนะเพิ่มเติมสำหรับสถานการณ์พิเศษ

• สาขาการแพทย์: Gr2 สำหรับการปลูกถ่ายระยะสั้น- (เล็บยึดกระดูกหัก) Gr7 ให้ความสำคัญเป็นอันดับแรกสำหรับการปลูกถ่ายระยะยาว- (ข้อต่อเทียม)
• สาขาการบินและอวกาศ: Gr2 สำหรับชิ้นส่วนโครงสร้างในสภาพแวดล้อมที่ไม่กัดกร่อน- ท่อที่สัมผัสกับเชื้อเพลิง/สารออกซิแดนท์จำเป็นต้องได้รับการประเมินตามการกัดกร่อนปานกลาง และสามารถใช้ Gr7 ได้หากจำเป็น