Das Titan des Grades 3 ist eine Art von nicht adloyiertem kommerziell reinem (CP) -Titan, das hauptsächlich aus der Alpha () -Phase (hexagonaler Schließen - gepackte Struktur) bei Raumtemperatur besteht. Die mechanischen Eigenschaften werden typischerweise im getemperten Zustand (der häufigste Versorgungszustand) mit typischen Werten wie folgt angegeben:
Krafteigenschaften
Streckgrenze (0,2% Offset): ungefähr 370–480 MPa (54.000–70.000 psi), die höher als die CP -Titan der Klasse 1 und Klasse 2 sind und es als Medium - Stärke Pure Titanium Grade klassifiziert.
Zugfestigkeit (Ultimate): rund 480–620 MPa (70.000–90.000 psi), geeignet für Anwendungen, die eine mäßige Festigkeit erfordern, ohne dass eine hohe Titanlegierungen von - Stärke erforderlich sind.
Duktilität und Plastizität
Dehnung bei der Pause: 15% –25% (über eine Länge von über 50 mm). Während niedriger als Grad 1 (20%–30%) und Grad 2 (20%–30%) CP -Titanium, hält es immer noch eine gute Zugverformbarkeit und ermöglicht die Bildungsprozesse wie Biegung, Stempeln und Zeichnen.
Reduzierung der Fläche: ca. 30%–40%, was auf hervorragende Cross - -Kontraktionskapazität vor der Fraktur und ausgewogener Kunststoffleistung hinweist.
Härte
Brinell -Härte (HB): 110–140 HB; Rockwell -Härte (HRB): 80–95 HRB. Seine mittelschwere Härte gleicht den Verschleißfestigkeit und die Verwirrbarkeit aus.
Niedrig - Temperaturleistung
Es behält eine gute Zähigkeit bei niedrigen Temperaturen ohne einen signifikanten spröden Übergang bei. Selbst bei kryogenen Temperaturen (z. B. - 253 Grad, die Temperatur von flüssigem Wasserstoff), behält es eine akzeptable Duktilität bei, wodurch es für Dienstleistungsanwendungen mit niedrigem Temperatur geeignet ist.
HINWEIS: Spezifische Werte können je nach Herstellungsprozessen (z. B. Rollen, Schmieden) und Wärmebehandlungsparametern basierend variieren. Für praktische Anwendungen finden Sie im vom Hersteller bereitgestellten Materialtestbericht (MTR).
Trotz seines Nutzens hat Titan der Klasse 3 aufgrund seiner unlegierten Natur inhärente Einschränkungen:
Geringere Stärke als Titanlegierungen: Seine Ertragsfestigkeit (370–480 MPa) ist signifikant niedriger als die des legierten Titans (z. B. Ti - 6al - 4v/Klasse 5, mit einer Ertragsfestigkeit von ~ 860 MPA). Dies macht es für Hochlastanwendungen wie Luft- und Raumfahrt-Strukturkomponenten oder Hochdruckschiffe ungeeignet.
Schlechtes Hoch - Temperaturleistung: Reines Titan zeigt einen starken Rückgang der Festigkeit über 300 Grad und seine Oxidationsresistenz schwächt (wie sich lose Oxidfilme bilden). Daher ist Titan der Klasse 3 im Allgemeinen auf Servicetemperaturen unter 300 Grad begrenzt und kann nicht in hohen - Temperaturumgebungen wie Motorturbinen oder Hot -Stempeln verwendet werden.
Minderwertige Korrosionsresistenz gegen spezialisierte Titanlegierungen: While it performs well in most environments (eg, seawater, dilute acids), it is less resistant to highly corrosive media (eg, concentrated hydrochloric acid, hot nitric acid, high-concentration chloride solutions) compared to corrosion-resistant titanium alloys (eg, Grade 2 Ti-Pd, Grade 7 Ti-0.15pd). Es ist anfällig für Loch- oder Spaltkorrosion unter solchen Bedingungen.
Höhere Kosten als gemeinsame Metalle: Der Komplex und die Energie - Intensive Extraktionsprozess (Krollprozess) für reines Titan führt zu viel höheren Rohstoffkosten als Kohlenstoffstahl oder Edelstahl. Für die Kosten - sensible Anwendungen mit geringer Festigkeitsanforderungen (z. B. allgemeine Rohrleitungen, tägliche Waren), ist es weniger Kosten - wirksam als herkömmliche Metalle.
Schwierige maßgeschneiderte: Titanium hat eine niedrige thermische Leitfähigkeit (etwa 1/5 der Stahl), wodurch sich die Wärme während der Bearbeitung an der Werkzeugkante konzentriert, was zu einem schnellen Werkzeugverschleiß führt. Zusätzlich neigt Titan in der Regel mit Werkzeugmaterialien (z. B. hoher - -Schschwindigkeitstahl) bei hohen Temperaturen, die spezielle Werkzeuge und Prozesse erfordert - Reduzierung der Bearbeitungseffizienz und Erhöhung der Kosten.
Der Titan der Klasse 3 nutzt die inhärenten Eigenschaften von reinem Titan und stößt gleichzeitig ein Gleichgewicht zwischen Stärke und Praktikabilität und bietet die folgenden wichtigen Vorteile:
Ausgewogene Festigkeit und Duktilität: Unter den CP -Titanklassen hat Grad 3 eine höhere Stärke (370–480 MPa Rendite -Festigkeit) als Grad 1 und Grad 2, während dennoch eine gute Duktilität (15% –25% Dehnung) beibehält. Mit diesem Gleichgewicht kann es sowohl die strukturellen Lastanforderungen als auch die Formungsbedürfnisse (z. B. Schweißen, Schmieden, Biegung) erfüllen, wodurch sie ideal für komplexe - -Faptkomponenten wie Häuser für medizinische Geräte und chemische Pipelines ist.
Hervorragende Korrosionsbeständigkeit: In natürlichen Umgebungen (Atmosphäre, frisches Wasser), Meeresumgebungen (Meerwasser, Salzspray) und den meisten Industriemedien (verdünnte Schwefelsäure, verdünnte Salzsäure -Säure, organische Säuren) bildet Titangrad 3 einen dichten, stabilen Titaniumdioxid (TiO₂) passives Passivfilm auf seiner Oberfläche. Dieser Film verhindert das Eindringen von korrosiven Medien und verleiht ihm weit überlegene Korrosionsbeständigkeit gegen Kohlenstoffstahl und Edelstahl. Es wird häufig in Meeresteilen, Entsalzungsgeräten und chemischen Lagertanks verwendet.
Überlegene Biokompatibilität: Reines Titan ist non - toxisch, nicht - Allergen und stark kompatibel mit menschlichen Geweben (Knochen, Muskeln), was keine Immunabstoßung verursacht. Der Grad 3 -Titan wird daher in medizinischen Geräten wie orthopädischen Implantaten (Schrauben, Knochenplatten) und Zahnimplantatabutments ausführlich eingesetzt.
Niedrige Dichte und hohe spezifische Festigkeit: Titanium hat eine Dichte von ungefähr 4,51 g/cm³ - Nur 56% der von Stahl und 45% der von Kupfer. Während die spezifische Stärke des Grades 3 (Stärke - zu - -Dichteverhältnis) niedriger ist als die von Titanlegierungen, überschreitet es immer noch den von Kohlenstoffstahl und Edelstahl. Dies macht es für leichte Anwendungen (z. B. tragbare medizinische Geräte, kleine Meereskomponenten) geeignet, bei denen das Verringerung des Strukturgewichts von entscheidender Bedeutung ist.
Ausgezeichnet niedrig - Temperaturzähigkeit: Pure Titanium hat keine duktile - spröde Übergangstemperatur. Das Titan der Grad 3 hat eine nahezu unveränderte Zähigkeit über den Temperaturbereich von - 253 Grad (flüssige Wasserstofftemperatur) bis Raumtemperatur, wodurch die spröde Fraktur vermieden wird, die Kohlenstoffstahl bei niedrigen Temperaturen plagt. Es ist also gut - für kryogene Engineering geeignet, wie z.
