Titanová obdélníková deska třídy 12 podle ASTM B265 pro letecký provoz

Co je titanová deska třídy 12

Stupeň 12 (UNS R53400) je téměř-slitina alfa titanu s nominálním složením Ti-0,3Mo-0,8Ni. Patří do rodiny druhů titanu odolných proti korozi, která se nachází mezi komerčně čistým titanem a vysoce pevnými konstrukčními slitinami. Malé přísady molybdenu a niklu mění elektrochemické chování povrchového filmu tak, že slitina snáší horké chloridové solanky a mírně redukující kyseliny mnohem lépe než nelegovaný titan, přičemž si zachovává hustotu asi 4,51 g/cm3, nízký modul a vynikající chování při výrobě, díky kterým se s titanem snadno pracuje.

V ploché-řadě produktů je slitina standardizována podle ASTM B265 / ASME SB265 pro plechy, pásy a plechy. Obdélníkový plech se vyrábí válcováním za tepla, poté se žíhá a zbavuje okují nebo moření; pravoúhlé kusy nařezané-na-velikost se také vyrábějí z matrice řezáním vodním paprskem nebo abrazivním řezáním, takže směr válcování může být zarovnán se směrem hlavního napětí hotové součásti.

Složení a mechanické vlastnosti podle ASTM B265

Chemie třídy 12 je přísně kontrolována, protože jak obsah niklu, tak obsah kyslíku určují odolnost proti korozi a houževnatost. Typické limity jsou uvedeny níže.

Minimální požadavky na tah-při pokojové teplotě pro plochý výrobek třídy 12 jsou pevnost v tahu 483 MPa (70 ksi), mez kluzu 0,2 % offsetu 345 MPa (50 ksi) a prodloužení 18 %. Protože se slitina běžně dodává žíhaná, skutečné vlastnosti obvykle mírně překračují tato minima; materiál není určen pro nosné-konstrukční spoje, kde je požadována třída 828 MPa třídy 5.

Velikosti obdélníkových desek a tolerance tloušťky

Podle ASTM B265 je produkt pod 4,76 mm klasifikován jako plech a pás, zatímco plech začíná na 4,76 mm a běží až do 101,6 mm. Zákazníci, kteří si objednávají obdélníkovou desku, by proto měli uvést profil jako desku, jakmile tloušťka dosáhne rozsahu desky, protože přípustné tolerance tloušťky, limity rovinnosti a okrajové podmínky se u těchto dvou forem produktu liší. Typická komerční obdélníková deska je nabízena v následující obálce.

Tloušťka: 4,76 mm až 101,6 mm (žíhaná deska); tenká tloušťka 0,5-4,75 mm je dodávána jako plech.

Šířka: 1000-2000 mm, s užší šířkou štěrbiny na vyžádání.

Délka: do 6000 mm pro standardní obdélníkové kusy; delší délky se obvykle spojují nebo dodávají jako cívka.

Povrch: válcovaný za tepla a mořený, nebo válcovaný za studena a leštěný, v závislosti na požadavcích na čistotu následného procesu.

Hrany: stříhané, frézované nebo řezané vodním paprskem; frézované hrany jsou výhodné, když má být deska přivařena do tlakové součásti.

Korozní vlastnosti v chloridových prostředích

Komerčním důvodem pro výběr stupně 12 spíše než stupně 2 je štěrbinová koroze. Nelegovaný titan funguje dobře v provzdušňované mořské vodě, ale může utrpět lokalizované napadení pod těsněním, usazeninami a přeplátovanými spoji, když teplota stoupá, zejména v koncentrovaných solných roztokech. Molybden a nikl ve třídě 12 zvyšují teplotu, při které začíná napadání štěrbin, a proto je slitina běžná ve výměnících tepla, chlor-alkalických zařízeních, odsolovacích vlacích a systémech mořské vody na moři. V oxidačních kyselinách a neutrálních roztocích zůstává obecná rychlost koroze srovnatelná s komerčně čistým titanem. Stupeň 12 však není odpovědí na silně redukční média, jako je horká kyselina chlorovodíková nebo sírová ve vysoké koncentraci; pro tyto účely se běžně specifikuje palladium-s jakost, jako je stupeň 7 nebo stupeň 11, protože palladium je účinnější katodický promotor než nikl plus molybden.

Aplikace a výrobní praxe

Letecký a kosmický průmysl a obrana: zkušební-příslušenství zařízení, hydraulické držáky, podložky, spojovací prvky a zemní{1}}podpora vystavená působení chloridových-tekutin.

Chemické zpracování: trubky výměníků tepla, vnitřní části kolon, vložky reaktorů a cívky potrubí.

Námořní a pobřežní: součásti potrubí pro mořskou vodu, objímky stoupaček a armatury pro-rozstřikovací zóny.

Obrábění by mělo používat ostré, pozitivní -karbidové nástroje, nízkou řeznou rychlost, vysoký posuv a vydatnou chladicí kapalinu- bez chlóru; titan špatně vede teplo, takže teplo musí odcházet s čipem. Tváření při pokojové teplotě je praktické pro velké poloměry ohybu, přičemž linie ohybu je přednostně příčná ke směru válcování. Svařování se provádí obloukovým svařováním plynovým wolframem s odpovídajícím plnivem ERTi-12 nebo, pro ne-kritické spoje, komerčně čistým titanovým plnivem; svarová lázeň a horká zadní strana musí být chráněny vysoce čistým argonem, dokud kov nevychladne pod zhruba 400 C, a teplota meziprostupu by měla být udržována na nízké úrovni. Díly se před svařováním běžně čistí dusičnanem-fluorovodíkem nebo mechanickým otěrem, protože kontaminace železem způsobuje známý modročerný povrchový film a může vést ke křehnutí.

Časté mylné představy

Stupeň 12 není slitina s vysokou{1}}pevností. S minimem pevnosti v tahu 483 MPa se jedná o stupeň koroze, nikoli o strukturální náhradu stupně 5 (Ti-6Al-4V).

Stupeň 12 a Stupeň 7 jsou různé slitiny. Stupeň 7 používá asi 0,15 % palladia a je výhodný pro redukci kyselin.

Odolnost proti korozi závisí na pasivním oxidovém filmu, nikoli na barvě povrchu. Odbarvený svar, který není znovu{1}}vyčištěn, může být horší než -válcovaný povrch.

Důležitá je klasifikace tloušťky stěny a desky: 1 mm obdélníkový výrobek je plech a použití tolerancí desky bude při kontrole zamítnuto.

FAQ

Otázka: Jaký je rozdíl mezi titanem třídy 12 a třídy 2?
Stupeň 12 obsahuje asi 0,3 % Mo a 0,8 % Ni, což zvyšuje práh štěrbinové-koroze v horkých chloridech; Stupeň 2 je nelegovaný a používá se tam, kde nejsou žádné těsné štěrbiny nebo horké solanky.

Otázka: Jaká je minimální pevnost v tahu desky třídy 12?
ASTM B265 vyžaduje alespoň 483 MPa (70 ksi) pevnost v tahu, 345 MPa (50 ksi) výtěžnost a 18% prodloužení pro žíhaný plochý produkt stupně 12.

Otázka: Lze svařovat plech třídy 12?
Ano. Je svařován GTAW s plnivem ERTi-12 pod plným argonovým stíněním, s nízkou interpass teplotou a mořením hotového spoje.

Otázka: Proč specifikace uvádí tloušťku 4,76 mm jako začátek desky?
ASTM B265 definuje plech a pás pod 4,76 mm a plech od 4,76 mm výše a tabulky tolerancí se pro tyto dvě formy liší.

Otázka: Je stupeň 12 vhodný pro výměníky tepla s mořskou vodou?
Pro tento účel je široce používán kvůli své odolnosti proti štěrbinové{0}}korozi za předpokladu, že návrhová teplota a hladina chloridů zůstanou uvnitř publikované servisní obálky.

Otázka: Jak by měla být uložena obdélníková deska?
Udržujte jej v suchu, mimo dosah uhlíkové oceli a železného prachu a odděleně od chloridů; Kontaminace železem je nejčastější příčinou vzniku skvrn rzi na titanu.