Gradd 1 vs Gradd 2 Titaniwm: Cyfansoddiad, Cryfder a Ffurfioldeb

Dwy Radd Masnachol Pur, Un Teulu Cemeg

Mae titaniwm Gradd 1 a Gradd 2 yn eistedd y tu mewn i'r teulu masnachol pur (CP) a ddiffinnir gan ASTM B265 ar gyfer dalen, stribed a phlât a chan ASTM B348 ar gyfer bar a biled. Nid yw'r naill radd na'r llall wedi'i aloi'n fwriadol, a'r gwahaniaeth pwysicaf rhyngddynt yw faint o ocsigen y mae'r felin yn ei adael yn y metel. Bod un elfen ryngstitaidd yn rheoli cryfder cnwd, y gyfradd galedu gwaith, y radiws tro isaf y gall gwneuthurwr ei gyrraedd, a faint o sbringback y mae'n rhaid gwneud iawn amdano mewn brêc gwasg neu ddis sy'n ffurfio.

Oherwydd bod y ddwy radd yn rhannu'r un dellt grisial hecsagonol wedi'i phacio'n agos, yr un dwysedd o 4.51 g/cm3 a'r un ffilm ocsid hunan-atgyweirio, cânt eu trin yn aml fel rhai y gellir eu cyfnewid ar luniadau. Yn ymarferol, mae enwi'r radd anghywir naill ai'n gwastraffu cyllideb ar gryfder nad yw'r gydran byth yn ei ddefnyddio, neu'n cynhyrchu cracio mewn-cwpanau wedi'u tynnu'n ddwfn, tiwbiau wal tenau a bracedi wedi'u plygu'n dynn.

Cymharu Terfynau Cyfansoddiad Cemegol

Mae Tabl 1 yn rhestru lefelau uchaf yr elfen a ganiateir ar gyfer y ddwy radd o dan ASTM B265 ac ASTM B348. Mae Gradd 2 yn caniatáu mwy o haearn a mwy o ocsigen, a dyna'n union sy'n codi ei gryfder ac yn lleihau ei elongation.

Mae ocsigen yn-gyfnerthwr toddiant solet mewn alffa titaniwm: mae'n ystumio'r dellt grisial ac yn gwneud symudiad dadleoli yn galetach. Felly mae cynnydd o 0.07 pwynt yn yr uchafswm lefel ocsigen rhwng Gradd 1 a Gradd 2 yn cynhyrchu newid anghymesur mewn ymddygiad mecanyddol yn hytrach nag un ymylol.

Priodweddau Mecanyddol Ochr yn Ochr

O'i gymharu â'r isafswm gwerthoedd gwarantedig, mae Gradd 2 yn cynnig tua 44% yn fwy o gryfder tynnol ac yn agos at ddyblu cryfder cnwd Gradd 1, ac mae'n ildio dim ond pedwar pwynt canran o elongation i gyrraedd yno. Gan fod gan y ddwy radd yr un dwysedd, nid yw'r cryfder ychwanegol byth yn costio pwysau ychwanegol, sy'n bwysig mewn gwaith rotor, ffrâm awyr a siasi lle mae'r gyllideb dorfol wedi'i gosod ymlaen llaw.

Ffurfioldeb, Weldio ac Ymddygiad Peiriannu

Gradd 1 yw'r titaniwm pur fasnachol meddalaf yn y cyflenwad cyffredinol a dyma'r dewis naturiol pan fo'n rhaid siapio rhan yn hytrach na'i lwytho: cwpanau wedi'u tynnu'n ddwfn, darnau hydroffurfiedig, tiwbiau cyfnewidydd gwres tenau, meginau ehangu a phaneli untro cymhleth. Mae ei ehangiad uchel yn caniatáu iddo dderbyn radiysau tro tynn, ac mae angen llai o anelio rhwng-camau na Gradd 2.

Gradd 1: radiws tro lleiaf fel arfer tua 1.5 i 2 waith trwch y ddalen yn y cyflwr anelio.

Gradd 2: radiws tro lleiaf fel arfer tua 2 i 2.5 gwaith trwch y ddalen, ac mae'n gweithio-mae'n caledu'n gyflymach, felly mae angen radiws mwy hael neu aneliau ychwanegol ar weithrediadau ffurfio cynyddol.

Mae'r ddwy radd yn weldio'n lân â nwy anadweithiol twngsten neu ddulliau plasma o dan gysgodi argon llawn, gan ddefnyddio llenwad ERTi-1 neu ERTi-2 i AWS A5.16; Gradd 2 yw'r mwyaf maddeugar o'r ddau oherwydd ei fod yn llai sensitif i amrywiad mewnbwn gwres bach.

Mae peiriannu yn gymaradwy ar gyfer y ddwy radd ac mae'r ddau wedi'u dosbarthu'n anodd: mae dargludedd thermol isel yn canolbwyntio gwres ar flaen y gad, ac mae'r modwlws elastig isel yn hyrwyddo gwyriad a chlebran. Mae offer carbid cribinio miniog, positif, gosodiadau anhyblyg ac oerydd llifogydd hael neu-pwysedd uchel yn arfer safonol.

Gwasanaeth Awyrofod a Thymheredd Uchel

O ran caledwedd hedfan, nodir Gradd 2 yn llawer amlach na Gradd 1. Mae cydrannau nodweddiadol yn cynnwys bracedi a ffitiadau ffrâm aer, cynhalwyr llinell hydrolig, ategolion injan, rhannau manylion gêr glanio, caewyr a chaledwedd cysylltwyr. Y rhesymau yw'r cryfder gwarantedig uwch, ymddygiad blinder rhagweladwy o dan lwytho cylchol a microstrwythur sefydlog sy'n dal ei anystwythder hyd at tua 300 gradd C mewn gwasanaeth parhaus, sy'n cwmpasu'r rhan fwyaf o amgylcheddau bae ffrâm aer ac injan.

Mae gradd 1 yn ymddangos mewn awyrofod mewn rôl wahanol: dwythell, tariannau gwres, cymalau ehangu, ac elfennau shim neu sêl lle mae cydymffurfiaeth yn hytrach na chynhwysedd llwyth yn yrrwr dylunio. Mae ardystiad ar gyfer y naill radd neu'r llall fel arfer yn gysylltiedig ag ASTM B265 neu ASTM B348 gyda'r gallu i olrhain rhifau gwres llawn, ac ar gyfer caledwedd mewnblanadwy neu feddygol-mae ASTM F67 yn llywodraethu'r gofynion cyfansoddiad masnachol pur.

Chwaraeon Modur a Ffabrigo Cyffredinol

Mae Motorsport yn dilyn yr un rhesymeg gyda chylch dylunio byrrach. Defnyddir gradd 1 ar gyfer systemau gwacáu, tariannau gwres, paneli amddiffynnol a chorffwaith ffabrig llaw lle mae hydwythedd a weldadwyedd yn penderfynu ar y canlyniad. Defnyddir Gradd 2 ar gyfer breichiau crog, unionsyth, cromfachau siasi, mewnolwyr injan a chlymwyr straen uchel, lle mae cryfder y cnwd yn bwysicach na'r gallu i blygu.

Y fantais pwysau yw'r ddadl fasnachol: mae cyswllt unionsyth neu ataliad Gradd 2 yn cario tua 45% o fàs cydran ddur cymaradwy ar anystwythder cyfatebol, tra bod caewyr dur Gradd 8.8 neu 10.9 yn cael eu disodli'n gyffredin gan glymwyr titaniwm Gradd 2 i arbed màs mewn lleoliadau di-sgôr.

Gwrthsefyll Cyrydiad a Pherfformiad Amgylcheddol

Mae'r ddwy radd yn dibynnu ar ffilm oddefol titaniwm deuocsid ychydig o nanometrau o drwch sy'n ail-ffurfio'n syth pan gaiff ei grafu ym mhresenoldeb ocsigen neu leithder. Yn ymarferol mae'r ddwy radd yn ymddwyn bron yn union yr un fath mewn amgylcheddau gwasanaeth:

Trochi parhaus mewn dŵr môr a-amlygiad chwistrellu halen dro ar ôl tro, heb unrhyw ymosodiad tyllu neu agennau o dan amodau arferol.

Mae clorin, hypoclorit a chlorid-yn cario ffrydiau prosesau mewn gweithfeydd cemegol a systemau dihalwyno.

Asidau ocsideiddio a chyfryngau sy'n lleihau'n ysgafn, lle mae'r rhywogaethau ocsideiddiol sy'n bresennol yn cynnal y ffilm goddefol.

Awyrgylchoedd diwydiannol a morol dros ddegawdau, heb fod angen cotio amddiffynnol.

Mae tri therfyn yn haeddu sylw yn ystod y dyluniad. Nid yw titaniwm yn addas ar gyfer asid hydrofluorig, asidau lleihau poeth crynodedig, na chlorin sych heb ddŵr yn bresennol. Dylid rheoli cyplu galfanig â dur carbon neu ddur di-staen mewn amgylchedd gwlyb ar wahân neu drwy osgoi cymarebau arwynebedd catod mawr i anod. A gall y defnydd o hydrogen ar dymheredd uchel ym mhresenoldeb lleithder ffrio rhannau tenau, a dyna pam mae'r lefel hydrogen uchaf o 0.015% yn cael ei reoli'n dynn yn y ddwy radd.

Sut i Ddewis Rhwng Gradd 1 a Gradd 2

Dewiswch Radd 1 wrth ffurfio difrifoldeb, weldadwyedd neu oddefgarwch effaith sy'n gyrru'r dyluniad, neu pan fo'r rhan yn orchudd, tarian, dwythell neu gasged heb fawr o lwyth strwythurol.

Dewiswch Radd 2 pan fydd y rhan yn cario llwyth strwythurol, pan fydd yn rhaid dangos bywyd blinder, neu pan ellir cyflawni trwch wal ysgafnach gyda'r cryfder cynnyrch uwch.

Arhoswch gyda'r radd a enwir ar y lluniad a ryddhawyd unwaith y bydd gweithdrefnau profi cymhwyster a weldio wedi'u cymeradwyo; mae newid rhwng y ddwy radd yn newid cymhwyster gweithdrefn weldio ac weithiau mae angen ail-ardystio'r rhan orffenedig.

Peidiwch byth â defnyddio'r ddwy radd yn gyfnewidiol mewn cydrannau meddygol neu offer pwysau, lle mae'r amodau dylunio a ganiateir yn gysylltiedig â'r fanyleb a'r radd benodol.

Cwestiynau Cyffredin

C: Beth yw'r prif wahaniaeth rhwng titaniwm Gradd 1 a Gradd 2?
Cynnwys ocsigen. Mae Gradd 1 wedi'i chyfyngu i 0.18% o ocsigen a Gradd 2 i 0.25%, sy'n gwneud Gradd 2 tua 44% yn gryfach mewn tensiwn a thua dwywaith mor gryf o ran cynnyrch, tra bod Gradd 1 yn cadw elongation uwch ac yn ffurfio'n haws.

C: A yw titaniwm Gradd 1 a Gradd 2 yr un pwysau?
Oes. Mae gan y ddau ddwysedd o 4.51 g/cm3 a'r un modwlws elastig o tua 102 GPa, felly mae newid graddau yn newid cryfder a hydwythedd ond nid màs rhan union yr un fath.

C: A ellir weldio Gradd 1 a Gradd 2 i'w gilydd?
Oes. Mae'r ddau yn ditaniwm alffa gydag ymddygiad weldio tebyg, ac mae gwifren llenwi Gradd 2 i AWS A5.16 yn cael ei defnyddio fel arfer i'w huno, ar yr amod bod y weithdrefn yn gymwys ar gyfer y ddau ddeunydd deneuach neu'n fwy rhwystredig iawn.

C: Pa radd sy'n fwy gwrthsefyll cyrydiad?
Mewn dŵr môr, cloridau a'r rhan fwyaf o atmosfferiau diwydiannol mae'r gwahaniaeth yn ddibwys oherwydd bod y ddau yn dibynnu ar yr un ffilm ocsid goddefol. Lle mae lwfans cyrydiad yn gyrru trwch wal, dewisir Gradd 1 yn aml i ennill ychydig bach o hydwythedd ychwanegol a chost is.

C: Pa radd sy'n well ar gyfer lluniadu dwfn?
Gradd 1. Mae ei elongation uwch o leiafswm o 24% a chryfder cynnyrch is yn caniatáu tynnu dyfnach a radiysau tro tynnach cyn cracio, ac fel arfer mae angen llai o aneliadau canolradd na Gradd 2 arno.

C: Pa safonau sy'n cwmpasu cynhyrchion melin Gradd 1 a Gradd 2?
ASTM B265 ac ASME SB-265 ar gyfer dalen, stribed a phlât, ASTM B348 ar gyfer bar a biled, ASTM B337 ar gyfer tiwb di-dor, ASTM B338 ar gyfer tiwb wedi'i weldio, ASTM B863 ar gyfer gwifren, ac ASTM F67 ar gyfer gradd feddygol titaniwm pur fasnachol.

C: Pa radd y dylid ei defnyddio ar 300 gradd C?
Gradd 2 yw'r dewis arferol ar gyfer gwasanaeth parhaus ar y tymheredd hwnnw oherwydd mae'n cadw cryfder defnyddiol gydag ymyl mwy na Gradd 1, er y dylid parhau i adolygu ymddygiad ymgripiad a dyluniad cymalau ar gyfer gweithrediad hirdymor.