ما هي لوحة سبائك التيتانيوم المدرفلة على الساخن من الدرجة الأولى؟
صفيحة سبائك التيتانيوم المدرفلة على الساخن من الدرجة 1 عبارة عن منتج من التيتانيوم النقي تجاريًا يتم إنتاجه عن طريق دحرجة لوح تيتانيوم فوق درجة حرارة إعادة بلورته، ثم التلدين والتخليل والتسطيح لللوحة إلى الحجم المطلوب. الدرجة 1 هي أنعم الدرجات النقية تجاريًا وأكثرها قابلية للتشكيل، مع قوة شد لا تقل عن 240 ميجا باسكال واستطالة لا تقل عن 24 بالمائة، ويتم اختيارها عندما تكون مقاومة التآكل والليونة أكثر أهمية من القدرة على حمل الحمولة.
تشكل المادة طبقة أكسيد سلبية مستقرة في غضون ثوانٍ من التعرض للهواء أو الماء، لذلك فهي تقاوم مياه البحر والكلوريدات والأحماض المؤكسدة والعديد من تيارات العمليات الصناعية دون طلاء واقي. بكثافة تبلغ حوالي 4.51 جم/سم3، تزن لوحة الدرجة الأولى حوالي 57 بالمائة من لوحة فولاذية مكافئة، مما يقلل من الحمل الميت في بطانات الأوعية والقنوات والكسوة الهيكلية.
خصائص ومعايير الصف الأول
تتم تغطية ألواح وألواح وأشرطة التيتانيوم بواسطة ASTM B265، في حين تتم تغطية قضبان التيتانيوم والقضبان المعدنية ومخزون الحدادة بواسطة ASTM B348. نظرًا لاستخدام الدرجة 1 في أغلب الأحيان كلوحة، فإن مواصفات المنتج المتحكمة لهذه المادة هي ASTM B265 بدلاً من ASTM B348. تشمل المواصفات الوطنية المكافئة GB/T 3621 لألواح وألواح التيتانيوم الصينية وJIS H4600 لألواح وألواح وشرائط التيتانيوم اليابانية.
| العنصر أو الخاصية | متطلبات الصف 1 |
|---|---|
| نتروجين | 0.03 بالمائة كحد أقصى |
| الكربون | 0.08 بالمائة كحد أقصى |
| هيدروجين | 0.015 بالمائة كحد أقصى |
| حديد | 0.20 بالمائة كحد أقصى |
| الأكسجين | 0.18 بالمئة كحد أقصى |
| التيتانيوم | توازن |
| قوة الشد | 240 ميجا باسكال كحد أدنى |
| قوة العائد عند تعويض 0.2 بالمائة | 138 ميجا باسكال كحد أدنى |
| استطالة في 50 ملم | 24 بالمئة كحد أدنى |
للمقارنة، الدرجة 2 تصل إلى 345 ميجا باسكال كحد أدنى لقوة الشد، الدرجة 5، المكتوبة أيضًا Ti-6Al-4V، تصل إلى 895 ميجا باسكال، والصف 12 تصل إلى 483 ميجا باسكال. يتم استخدام اللوحة المنتجة وفقًا لمعايير ASTM F67 وISO 5832-2 في عمليات الزرع الجراحية، حيث يتم تحديد المحتوى الخلالي المنخفض من الدرجة 1 لتحقيق أقصى قدر من التوافق الحيوي.
طريق الدرفلة على الساخن والمعالجة
تحضير السبائك والبلاطة- يتم تشكيل السبيكة المعاد صهرها بالقوس الفراغي وقصها، ثم تهيئتها بالتصنيع الآلي أو الطحن لإزالة عيوب السطح قبل الدرفلة.
المتداول الساخنة- يتم إعادة تسخين اللوح ولفه في مرحلة ألفا، تحت ناقل بيتا الذي يبلغ حوالي 882 درجة مئوية للصف الأول، وعادة ما يكون ضمن نطاق عمل يتراوح من حوالي 700 إلى 880 درجة مئوية.
الصلب- التلدين في مطحنة عند درجة حرارة تتراوح من 650 إلى 750 درجة مئوية تقريبًا يخفف من ضغوط التدحرج وينتج بنية حبيبية متساوية ذات خصائص ميكانيكية يمكن التنبؤ بها.
إزالة الترسبات والتخليل- تتم إزالة قشور الأكسيد ميكانيكيًا ثم كيميائيًا في حمام حمض النيتريك والهيدروفلوريك لإعطاء سطح نظيف وسلبي.
التسطيح والقطع- يتم تسوية اللوحة، ثم قصها أو قطعها بالبلازما أو قطعها بنفث الماء إلى الطول والعرض المطلوبين، مع تجهيز الحواف عند الحاجة.
التفتيش وإصدار الشهادات- يتم التحقق من الكيمياء وخصائص الشد والصلابة والأبعاد والسلامة بالموجات فوق الصوتية أو البصرية وتسجيلها في شهادة المطحنة.
الأحجام المتاحة والتسامح
| غرض | يتراوح |
|---|---|
| سمك، لوحة المدرفلة على الساخن | 3.0 إلى 60 ملم |
| سمك، ورقة المدرفلة على البارد | 0.3 إلى 3.0 ملم |
| عرض | 400 إلى 3000 ملم، مقطعة حسب الطلب |
| طول | 1000 إلى 4000 مم، أو ملف للمواد الرقيقة |
| حالة السطح | مخلل أو مطحون أو مطحون أو ملفوف |
| حالة الحافة | المنفصمة، حافة مطحنة أو تشكيله |
| كمية | تجربة الكثير من 10 كجم فما فوق للتأهل |
يتم التحكم في تفاوتات السُمك والعرض والطول والتسطيح وفقًا لمتطلبات ASTM B265، مع توفر تفاوتات أكثر صرامة عند الطلب للوحة المشكَّلة أو الأرضية. عادةً ما يتم توفير المواد التي يقل سمكها عن 3 مم تقريبًا على شكل صفائح ملفوفة على البارد بدلاً من ألواح مدلفنة على الساخن.
تطبيقات لوحة التيتانيوم الصف 1
البطانات والأجزاء الداخلية لأوعية العمليات الكيميائية والمفاعلات
قذائف المبادلات الحرارية وألواح الأنابيب ومكونات محطة تحلية المياه
خلايا الكلور-القلوية والأنودات والكاثودات وسلال الطلاء الكهربائي
أنابيب إزالة الكبريت من غاز المداخن وبطانات المدخنة
الغرسات الطبية والأدوات الجراحية ومعدات المختبرات
الأجهزة البحرية والهياكل البحرية والكسوة المعمارية
الأوتوكلاف والأفران الفراغية، حيث تتحمل درجة الأكسجين المنخفضة الأجواء الحاملة للهيدروجين
الأسئلة المتداولة
س: ما هو المعيار الذي يغطي لوحة التيتانيوم المدرفلة على الساخن من الدرجة الأولى؟
يتم تحديد اللوحة والورقة والشريط وفقًا لمعيار ASTM B265؛ يغطي ASTM B348 قضبان التيتانيوم والقضبان المعدنية والمطرقة، ويغطي GB/T 3621 ألواح وصفائح التيتانيوم الصينية.
س: ما هو الفرق بين لوحة التيتانيوم من الدرجة 1 والصف 2؟
تتميز الدرجة الأولى بقوة شد لا تقل عن 240 ميجا باسكال وليونة أكبر، بينما تصل الدرجة الثانية إلى 345 ميجا باسكال؛ يُفضل الدرجة الأولى للتشكيل والسحب العميق والخدمة في درجات الحرارة المنخفضة، والدرجة الثانية للتطبيقات الهيكلية العامة وتطبيقات الضغط.
س: ما هو السماكة التي يمكن توفيرها كصفيحة مدلفنة على الساخن؟
عادة ما يتم توفير الصفائح المدلفنة على الساخن بسمك يتراوح من 3.0 مم إلى 60 مم؛ يتم إنتاج مادة أرق يتراوح سمكها بين 0.3 مم و3.0 مم على شكل صفائح ملفوفة على البارد.
س: هل يمكن لحام صفيحة التيتانيوم من الدرجة الأولى؟
نعم. يتم لحام لوحة الدرجة الأولى بسهولة عن طريق اللحام بقوس التنغستن الغازي مع سلك حشو من الدرجة الأولى مصنف كـ ERTi-1، وذلك باستخدام درع الأرجون الكامل للمسبح المنصهر والمعدن الساخن حتى يبرد إلى أقل من 400 درجة مئوية تقريبًا.
س: لماذا يتم استخدام التيتانيوم من الدرجة الأولى في مياه البحر والخدمات الكيميائية؟
يتم إصلاح طبقة أكسيد التيتانيوم السلبي على الفور بعد التلف، وبالتالي فإن اللوحة تقاوم مياه البحر والكلوريدات والأحماض المؤكسدة مثل حمض النيتريك دون التآكل والشقوق التي تؤثر على الفولاذ المقاوم للصدأ.
س: ما هي كمية ألواح التيتانيوم من الدرجة الأولى التي يمكن طلبها للتجارب؟
يمكن توفير الألواح بكميات صغيرة بدءًا من 10 كجم فما فوق حتى يتمكن المصنعون من تأهيل إجراءات اللحام وأداء التآكل قبل تقديم طلبات الإنتاج.
