티타늄 등급 2 | 미국 R50400 | 속성 및 응용 프로그램

1. 소개

티타늄 등급 2 일반 엔지니어링 서비스에서 상업적으로 가장 널리 사용되는 순수 티타늄 등급입니다..

비합금 티타늄입니다, 공통 사양에서 UNS R50400으로 식별됨, ASTM 및 ASTM B265와 같은 임플란트 관련 표준에 나타납니다., ASTM B348, ASTM B338, ASTM B861/B862/B863, 및 ASTM F67, ISO도 그렇고 5832-2 수술용 임플란트 재료용.

실제로, "균형 잡힌" 티타늄 등급입니다.: 가장 부드럽지 않다, 가장 강하지 않은, 그러나 내식성의 가장 실용적인 조합인 경우가 많습니다., 힘, 용접 성, 그리고 형성성.

2. 티타늄 등급이란? 2?

티탄 등급 2 상업적으로 순수한 티타늄입니다, 이는 그 특성이 의도적인 합금 첨가보다는 주로 엄격하게 통제된 불순물 수준에서 나온다는 것을 의미합니다..

서비스 온도에서, CP 티타늄은 hcp 결정 구조를 가진 단상 알파 티타늄 소재입니다.; 그 행동은 화학에 의해 지배됩니다, 특히 산소, 철, 기타 전면 광고, 플러스 입자 크기.

특징

티타늄 등급 2 네 가지 실용적인 특성으로 알려져 있습니다.:

• 바닷물에 대한 내식성이 우수함, 소금물, 산화성 산, 그리고 많은 염화물 함유 환경.
• 좋은 연성과 형성성, 고강도 티타늄 등급보다 제작이 더 쉽습니다..
• 적절한 불활성 차폐 사용 시 안정적인 용접성.
• 강력한 무게 대비 강도 비율, 낮은 밀도와 유용한 상온 강도.

3. 티타늄 등급의 일반적인 화학 성분 2

이러한 제한은 임의적이지 않습니다.. 상업적으로 순수한 티타늄, 산소 및 기타 침입형은 강도를 높이지만 점차 연성과 성형 용이성을 감소시킵니다..

그렇기 때문에 등급 2 Grade 1의 최대 성형성과 Grade 4의 최대 CP 강도 사이의 중간 지점을 차지합니다..

ASTM F67은 이러한 등급 설계를 명확하게 반영합니다.: 등급에 따라 허용 산소 및 철 함량이 상승합니다. 1 학년을 통해 4, 최소 항복 강도는 같은 방향으로 증가합니다..

4. 야금 및 미세구조

서비스 온도에서, 등급 2 본질적으로 100% 알파 티타늄.

Carpenter는 순수 티타늄이 알파에서 변형된다고 지적합니다. (육각형 가까운 포장) 베타로 (신체 중심 입방) 882.5°C에서, 정상적인 사용 온도에서는 CP 티타늄이 알파상으로 유지됩니다..

왜냐하면 등급 2 단상이다, 그 특성은 주로 불순물 함량과 입자 크기에 의해 제어됩니다., 상 분율이나 석출 경화보다는.

금속학적 단순성이 그 이유 중 하나입니다. 2 너무 믿음직스러워요.

복잡한 합금 화학을 통한 의도적인 강화가 없습니다., 따라서 동일한 사양과 처리 경로를 사용할 경우 공급업체와 제품 형태 전반에 걸쳐 성능을 상대적으로 예측할 수 있습니다..

트레이드 오프는 그 등급입니다 2 Grade와 같은 알파베타 티타늄 합금의 고강도에 접근할 수 없습니다. 5.

5. 티타늄 등급의 물리적, 기계적 성능 2

티타늄 등급 2 저밀도 결합, 적당한 강성, 유용한 실온 강도, 높은 내식성.

실용적인 엔지니어링 용어로, 고강도 티타늄 합금은 아니지만; 꽤, 이는 우수한 특정 특성과 신뢰할 수 있는 제조 동작으로 성능이 정의되는 균형 잡힌 상업적 순수 티타늄 등급입니다..

물리적 특성

기계적 특성

6. 부식성 및 생체 적합성

티타늄 등급 2 부식 거동으로 인해 가장 높이 평가됩니다.. 공기나 습기 속에서, 그것은 강한 형성, 안정적인, 손상되면 빠르게 재생되는 보호 산화막.

그 패시브 필름이 바로 Grade의 핵심 이유입니다. 2 다양한 화학 및 해양 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다..

바닷물에 흔히 사용되는, 소금물, 무기염, 젖은 염소, 알칼리성 용액, 산화성 산, 유기산, 및 황 함유 환경.

환경적 강점

• 해수 및 해양 서비스.
• 염수 및 무기염.
• 산화성 산과 많은 유기산.
• 적절한 조건에서의 습식 염소 서비스.

주의가 필요한 곳

등급 2 보편적인 부식 갑옷이 아닙니다.. 제조업체 데이터시트는 강한 환원산에 대해 경고합니다., 무수염소, 강력한 가성 용액, 불화물, 그리고 순수산소 서비스.

Alleima는 또한 비합금 티타늄을 강한 환원성 산과 함께 사용해서는 안 된다고 지적합니다., 불소 용액, 순수한 산소, 또는 무수염소, 80°C 이하의 염 용액에서도 우수한 틈새 부식 저항성을 나타냅니다..

생체 적합성

티타늄 등급 2 비합금 티타늄은 임플란트 표준으로 인정되기 때문에 의학에서도 중요합니다..

ISO 5832-2 수술용 임플란트에 비합금 티타늄을 지정합니다., ASTM F67에서는 이러한 재료가 연조직 및 뼈와 접촉하는 인체 임플란트 응용 분야에 성공적으로 사용되었다고 명시하고 있습니다., 적절한 적용에서 허용 가능한 생물학적 반응이 예상되는 경우.

그렇기 때문에 등급 2 의료계에 등장, 이의, 생명공학 맥락.

7. 제작 동작: 형성, 용접, 그리고 가공

티타늄 등급 2 상업적으로 가장 가공 가능한 순수 티타늄 등급 중 하나로 널리 알려져 있습니다., 하지만 여전히 프로세스 규율이 필요합니다..

내식성과 연성이 있어 성형 및 접합에 실용적입니다., 열전도율이 낮으면서도, 쓸개 경향, 오염에 대한 민감성은 세심한 매장 관행이 필요합니다..

형성

등급 2 기존의 냉간 가공 방법으로 성형할 수 있습니다., 굽힘을 포함하여, 구르는, 스탬핑, 그리고 그림.

더 강한 티타늄 등급과 비교, 연성 및 스프링백 제어의 더 나은 균형을 제공합니다., 시트에 적합합니다., 그릇, 및 튜브 제작.

그것은 말했다, 티타늄은 연강만큼 관대하지 않습니다. 상대적으로 낮은 탄성 계수는 ​​스프링백이 중요할 수 있음을 의미합니다., 따라서 굽힘 허용량은 신중하게 계산되어야 합니다..

툴링은 표면 손상을 방지하기 위해 부드럽고 깨끗해야 합니다., 국부적인 변형률 집중을 최소화하도록 성형 작업을 계획해야 합니다..

더 좁은 반경이나 더 복잡한 형상용, 온간 성형은 성형력을 감소시키고 균열 위험을 낮추기 때문에 선호될 수 있습니다..

용접

등급 2 용접성이 우수하다, 이는 화학 처리에 사용되는 주요 이유 중 하나입니다., 해양 장비, 및 생체의학 하드웨어.

일반적인 용접 방법에는 포함됩니다:

• 가스 텅스텐 아크 용접 (gtaw / 싸움)
• 플라즈마 아크 용접
• 전자빔 용접
• 레이저 용접
• 선택된 응용 분야의 저항 용접

티타늄 용접의 중요한 요구 사항은 차폐입니다.. 뜨거운 티타늄은 산소와 빠르게 반응합니다., 질소, 그리고 수소, 노출되면 용접부가 부서지거나 열 영향부 부분이 변색될 수 있습니다..

그런 이유로, 용접 품질은 아크뿐만 아니라 철저한 불활성 가스 차폐에 달려 있습니다., 뿐만 아니라 용접의 뒷면과 후행 부분에도 적용됩니다..

적절하게 용접된 Grade 2 조인트는 우수한 내식성과 기계적 무결성을 유지할 수 있습니다..

차폐 불량, 대조적으로, 알파 케이스 형성을 일으킬 수 있음, 연성 감소, 조기 서비스 실패.

실제로, 용접 청결은 선택 사항이 아닙니다; 기능적 측면에서 재료 사양의 일부입니다..

가공

가공 등급 2 가능합니다, 그러나 이는 일반 강철이나 알루미늄 합금을 가공하는 것보다 더 까다롭습니다.. 주요 어려움은 다음과 같습니다.:

• 낮은 열전도율, 최첨단에 열을 집중시키는 것
• 공구 마모, 특히 절삭 조건이 너무 공격적인 경우
• 골링 및 구성인선 형성
• 이송과 속도를 잘못 선택하면 가공 경화 또는 표면 손상이 발생합니다.

재종에 대한 우수한 가공 사례 2 일반적으로 낮은 절단 속도를 포함합니다., 상대적으로 무거운 이송 속도, 날카로운 탄화물 도구, 견고한 고정물, 그리고 풍부한 절삭유.

목표는 열을 빠르게 제거하고 도구가 자르는 것보다 문지르는 것을 방지하는 것입니다.. 단속적인 절단과 무딘 툴링은 가능하면 피해야 합니다..

표면 마감은 부품이 부식되거나 생의학 용도로 사용되는 경우 특히 중요합니다..

손상된 표면은 국지적 공격의 시작 지점이 될 수 있습니다., 따라서 가공을 통해 재료의 패시브 필름을 보존하고 툴링이나 칩으로 인한 오염을 방지해야 합니다..

8. 장점 & 티타늄 등급의 한계 2

티타늄 등급 2 종종 "범용" 상업적 순수 티타늄 등급으로 설명됩니다.. 그 설명이 정확하네요, 그러나 불완전하다.

그 가치는 극단적인 성능에 있는 것이 아닙니다., 그러나 여러 엔지니어링 환경에서 신뢰할 수 있도록 신중하게 균형 잡힌 속성 조합을 통해.

장점

탁월한 부식 저항

등급 2 많은 부식성 환경에서 탁월한 성능을 발휘합니다., 특히 바닷물, 클로라이드, 소금물, 그리고 다양한 산화 매체.

Its naturally forming oxide film provides strong passive protection, which is one of the main reasons it is so widely used in chemical processing and marine systems.

좋은 강도 대 무게 비율

Although it is not a high-strength alloy, 등급 2 offers respectable mechanical strength at very low density.

This makes it attractive in applications where reducing weight matters without sacrificing too much structural integrity.

좋은 형성성

더 강한 티타늄 등급과 비교, 등급 2 구부리기가 더 쉽습니다, 모양, and cold work. That gives designers and fabricators more flexibility during manufacturing.

우수한 용접성

등급 2 can be welded reliably when proper shielding procedures are followed.

This is a major practical advantage in pressure equipment, 관, 열교환 기, and custom fabricated assemblies.

생체 적합성

등급 2 is well suited to medical and dental use because it is generally well tolerated by the human body and appears in recognized implant standards.

비자성이며 화학적으로 안정함

비자성 거동과 안정적인 산화물 표면 덕분에 자기 간섭이나 오염을 최소화해야 하는 특수 장비에 유용합니다..

제한

합금 티타늄보다 강도가 낮음

등급 2 Grade와 같은 티타늄 합금보다 훨씬 약합니다. 5. 매우 높은 하중 용량이나 고온 강도가 필요할 때, 그것은 올바른 선택이 아닐 수도 있다.

모든 화학적 환경에 이상적이지는 않습니다.

많은 부식성 매체에 대한 내성이 있습니다., 하지만 전부는 아니야. 강한 환원산, 불소 함유 용액, 무수염소, 일부 부식성 조건은 심각한 문제를 일으킬 수 있습니다..

더욱 까다로운 가공

등급 2 일반 강철이나 알루미늄과 같은 방식으로 가공하기가 쉽지 않습니다.. 올바른 툴링이 필요합니다, 절단 속도, 냉각, 및 기계 강성.

일반 금속보다 가격이 높음

상업적으로 순수한 등급임에도 불구하고, 여전히 탄소강보다 비싸다, 스테인레스 스틸, 그리고 많은 알루미늄 합금. 따라서 그 사용은 성능 요구에 따라 정당화되어야 합니다..

강철보다 강성이 낮음

모든 티타늄 등급과 마찬가지로, 등급 2 강철보다 탄성률이 낮습니다.. 구조 설계에는 처짐을 제어하기 위해 더 두꺼운 단면이나 기하학적 보강이 필요할 수 있습니다..

9. 티타늄 등급의 일반적인 응용 분야 2

등급 2 내식성과 제조 가능성이 최대 강도보다 중요한 모든 곳에 사용됩니다..

일반적인 응용 분야에는 화학 및 해양 공학이 포함됩니다., 판형 열교환기, 반응 용기, 증발기, 응축기, 전기 도금 설비, 담수화 장비, 해수 히터,

해양 구성 요소, 항공 우주 하드웨어, 의료 및 제약 장비, 일부 발전 및 석유 및 가스 서비스 구성 요소.

일반적인 적용 분야

• 화학 처리 장비.
• 선박 및 담수화 시스템.
• 열교환 기, 응축기, 증발기.
• 의료, 제약, 및 생명공학 장비.

10. 다른 티타늄 등급과의 비교: 등급 1, 4, 및 합금 등급 5

11. 결론

티타늄 등급 2 진지한 엔지니어링 용도로 사용되는 고전적인 상업적 순수 티타늄입니다..

단순한 알파-티타늄 미세구조를 결합합니다., 신중하게 제한된 불순물 화학, 강한 내식성, 상당한 힘, 좋은 용접성, 실용적인 성형성.

가장 강한 티타늄 등급은 아니지만, 보편적으로 부식되지는 않습니다., 그러나 디자인 문제로 인해 공격적인 환경에서 내구성이 필요할 때 사용할 수 있는 가장 지능적으로 균형 잡힌 소재 중 하나입니다..

그것이 그렇게 널리 사용되는 이유는 신비롭지 않습니다.; 그것은 적합하다. 등급 2 엔지니어가 실제로 제조할 수 있는 속성의 드문 조합을 제공합니다., 용접, 검사하다, 그리고 서비스에 대한 신뢰.

이것이 바로 티타늄이 상업적으로 순수한 티타늄 계열의 중심에 위치하며 계속해서 화학 물질로 사용되는 이유입니다., 선박, 의료, 탁월한 일관성을 갖춘 프로세스 산업.

FAQ

티타늄 등급의 차이점은 무엇입니까 2 2H학년?

티타늄 등급 2 Grade 2H는 화학적 조성이 동일합니다. (미국 R50400) 그러나 기계적 요구 사항이 다릅니다.:

2H 등급은 더 높은 최소 극한 인장 강도를 지정합니다. (400 MPA, 또는 58 KSI) 등급에 비해 2 (345 MPA).

등급 2H는 더 높은 강도가 요구되는 압력 용기 응용 분야에 주로 사용됩니다. .

티타늄 등급인가요? 2 의료용 임플란트에 적합?

예, 티타늄 등급 2 (ASTM F67, ISO 5832-2) 생체적합성이 뛰어나 의료용 임플란트에 널리 사용됩니다., 비 독성, 골융합.

일반적으로 치과 임플란트에 사용됩니다., 뼈 판, 그리고 인공관절, 서비스 수명이 초과됩니다 20 연령.

티타늄 등급 가능 2 용접되다?

예, 티타늄 등급 2 GTAW를 사용하여 용접 가능 (싸움), 발, 및 EBW 프로세스.

용접은 불활성 가스에서 수행되어야 합니다. (아르곤, 헬륨) 용융된 티타늄의 산화를 방지하기 위한 대기, 용접 강도와 내식성이 저하됩니다..

용접 조인트는 일반적으로 90%+ 기본 재료의 강도 .

티타늄 등급의 최대 서비스 온도는 얼마입니까? 2?

티타늄 등급 2 300°C 이하의 온도에서는 무기한 사용 가능.

350°C의 단기 노출에도 견딜 수 있습니다. (강도 유지 >85%) 그러나 400°C 이상의 온도에서는 상당한 강도를 잃습니다., 고온 응용 분야에는 부적합합니다. .

티타늄 등급은 어떻게 되나요? 2 비교 316 내식성이 뛰어난 스테인레스 스틸?

티타늄 등급 2 성능이 뛰어납니다 316 대부분의 부식성 환경에서 사용되는 스테인레스 스틸, 특히 바닷물, 산화성 산 (질산), 염소화 용액.

해수에서, 등급 2 부식률이 있다 <0.001 mm/년, ~하는 동안 316 스테인레스 스틸은 부식될 수 있습니다. (구덩이, 틈새 부식) 바닷물 환경에서 .

티타늄 등급인가요? 2 자기?

아니요, 티타늄 등급 2 비자성이다, 자기 간섭이 우려되는 응용 분야에 적합합니다., 의료 기기와 같은, 전자 장비, 항공 우주 구성 요소 .

티타늄 등급 가능 2 수소 응용 분야에 사용?

예, 티타늄 등급 2 수소생산에 적합하다, 저장, 그리고 교통,

적절하게 처리되면 수소 취성에 저항하기 때문입니다. (용융 중 엄격한 수소 제어) 극저온에서 수소 가스 및 액체 수소와 호환됩니다. .