أنواع وخصائص درجات سبائك التيتانيوم - كيفية اختيار درجات مختلفة من سبائك التيتانيوم

هناك العديد من درجات التيتانيوم وسبائكه، بما في ذلك التيتانيوم النقي الصناعي TA1، TA2، TA3، TA4، والمعيار الأمريكي Gr1، Gr2، Gr3، Gr4، وسبائك التيتانيوم TA9، TA9-1، TA10، TC4، والمعيار الأمريكي Gr7، Gr11، Gr5، Gr23، Gr12، وTi 5Al-2.5Sn، وغيرها. يختلف أداء درجات سبائك التيتانيوم المختلفة اختلافًا كبيرًا. كيف نختار الدرجة المناسبة للاستخدام الصناعي لسبائك التيتانيوم؟ ما هي الاختلافات والاستخدامات الممكنة لهذه الدرجات؟

التيتانيوم النقي الصناعي Gr1

تيتانيوم Gr1 هو أول أنواع التيتانيوم النقي الصناعي الأربعة. وهو أنعمها وأكثرها مرونة. يتميز بأعلى قابلية للتشكيل، ومقاومة ممتازة للتآكل، ومتانة عالية ضد الصدمات.

بفضل كل هذه الخصائص، يُعدّ gr1 المادة المُفضّلة لأي تطبيق يتطلب سهولة التشكيل، وهو متوفر عادةً على شكل صفائح وأنابيب من التيتانيوم. وتشمل هذه:

المعالجة الكيميائية

تصنيع الكلورات

الأنودات المستقرة الأبعاد

تحلية مياه البحر

البناء والتشييد

الصناعة الطبية

الصناعة البحرية

مكونات السيارات

هياكل جسم الطائرة

الصف الثاني

يُعرف التيتانيوم من الدرجة Gr2 بأنه "العنصر الأساسي" في صناعة التيتانيوم النقي تجاريًا، نظرًا لتنوعه ووفرته الواسعة. يشترك في العديد من خصائص سبائك التيتانيوم من الدرجة Gr1، ولكنه أقوى قليلًا. وكلاهما يتمتعان بنفس مقاومة التآكل.

يتميز هذا النوع بقابلية لحام وقوة ومتانة وقابلية تشكيل ممتازة. هذا يجعل قضبان وصفائح التيتانيوم من فئة TA2 الخيار الأمثل للعديد من التطبيقات:

البناء والتشييد

توليد الطاقة

الصناعة الطبية

معالجة الكربون المائي

الصناعة البحرية

أغطية أنابيب العادم

جلود جسم الطائرة

تحلية مياه البحر

المعالجة الكيميائية

تصنيع الكلورات

الصف الثاني

هذا النوع هو الأقل استخدامًا بين أنواع التيتانيوم النقي تجاريًا، ولكن هذا لا يجعله أقل قيمة. يتميز النوع Gr3 بصلابة أعلى من النوعين Gr1 وGr2، مع ليونة مماثلة وقابلية تشكيل طفيفة، ولكنه يتميز بخصائص ميكانيكية أعلى من الأنواع السابقة.

يُستخدم الصف Gr3 في التطبيقات التي تتطلب قوة متوسطة ومقاومة عالية للتآكل. وتشمل هذه التطبيقات:

الهياكل الفضائية

المعالجة الكيميائية

الصناعة الطبية

الصناعة البحرية

الصف الثاني

يُعتبر Gr4 أقوى درجات التيتانيوم النقية التجارية الأربعة. كما أنه معروف بمقاومته الممتازة للتآكل، وقابليته العالية للتشكيل واللحام. ورغم استخدامه الشائع في التطبيقات الصناعية التالية، إلا أن الدرجة الرابعة وجدت مكانًا لها مؤخرًا في التيتانيوم الطبي. وهو ضروري في التطبيقات التي تتطلب قوة عالية:

مكونات هيكل الطائرة

الأوعية المبردة

المبادلات الحرارية

معدات مؤشر أسعار المستهلك

أنابيب المكثف

الأجهزة الجراحية

سلال التخليل

سبائك التيتانيوم

الصف الثاني

تُعادل الدرجة 7 من التيتانيوم الدرجة 2 من الناحية الميكانيكية والفيزيائية، باستثناء إضافة عنصر البلاديوم، مما يجعلها سبيكة. تتميز الدرجة 7 بقابلية لحام ممتازة وخصائص فائقة، وهي الأكثر مقاومة للتآكل بين جميع سبائك التيتانيوم. بل إنها الأكثر مقاومة للتآكل في الأحماض المختزلة.

يتم استخدام الدرجة GR7 في مكونات معدات الإنتاج والعمليات الكيميائية.

تتمتع مادة Gr7 بمقاومة قوية للغاية للتآكل، وخاصة في البيئات الحمضية المنخفضة.

الصف الثاني

الصف Gr11 مشابه جدًا للصف Gr1، باستثناء إضافة كمية صغيرة من البلاديوم لتعزيز مقاومته للتآكل وتحويله إلى سبيكة. يمكن استخدام هذه المقاومة للتآكل لمنع تآكل الشقوق وتقليل الأحماض في بيئات الكلوريد.

تشمل الخصائص المفيدة الأخرى اللدونة المثالية، والقدرة على التشكيل البارد، والقوة العملية، ومتانة الصدمات، والقدرة الممتازة على اللحام. يمكن استخدام هذه السبيكة في نفس تطبيقات التيتانيوم من الدرجة الأولى، خاصةً حيثما تكون مقاومة التآكل مطلوبة، مثل:

المعالجة الكيميائية

تصنيع الكلورات

تحلية مياه البحر

التطبيقات البحرية

الصف الثاني

يُشار إلى التيتانيوم من الدرجة الخامسة بأنه "العمود الفقري" لسبائك التيتانيوم، وهو الأكثر استخدامًا بين جميع سبائك التيتانيوم. ويمثل 50% من إجمالي التيتانيوم المستخدم عالميًا.

تكمن وفرة سبائك Ti 6Al-4V في مزاياها العديدة. يمكن معالجتها حراريًا لزيادة متانتها. ويمكن استخدامها في الهياكل الملحومة في درجات حرارة تشغيل تصل إلى 600 درجة فهرنهايت. تتميز هذه السبيكة بقوة عالية ووزن خفيف، وقابلية تشكيل جيدة، ومقاومة عالية للتآكل.

إن توفر Ti 6AI-4V يجعله السبائك الأمثل للاستخدام في صناعات متعددة، مثل صناعات الطيران والفضاء، والطب، والبحرية، والمعالجة الكيميائية. ويمكن استخدامه لإنشاء المحتوى التقني التالي:

توربينات الطائرات

مكونات المحرك

مكونات هيكلية الطائرات

السحابات الفضاء

قطع غيار السيارات عالية الأداء

التطبيقات البحرية

ادوات رياضية

الصف 23

درجة Gr23 ELI هي شكلٌ أعلى نقاءً من Ti 6Al-4V. يمكن تصنيعها على شكل لفائف، أو خيوط، أو أسلاك، أو أسلاك مسطحة. وهي الخيار الأمثل لأي حالة تتطلب قوةً عالية، وخفة وزن، ومقاومةً جيدةً للتآكل، وصلابةً عالية. كما تتميز بتحملٍ ممتازٍ للتلف مقارنةً بالسبائك الأخرى.

هذه المزايا تجعل من صنف Gr23 ELI الصنف الأمثل من التيتانيوم في طب الأسنان والطب. يُمكن استخدامه في التطبيقات الطبية الحيوية، مثل المكونات القابلة للزرع، بفضل توافقه الحيوي، ومقاومته الجيدة للتعب، ومعامل المرونة المنخفض. كما يُستخدم في التطبيقات الجراحية الدقيقة، مثل:

دبابيس ومسامير تقويم العظام

الكابلات العظمية

مشابك الربط

الغرسات الجراحية

أجهزة تقويم الأسنان

في عمليات استبدال المفاصل

حاويات التبريد

أجهزة تثبيت العظام

الصف الثاني

يُمنح تيتانيوم صنف Gr12 درجة "ممتاز" نظرًا لقابليته العالية للحام. وهو سبيكة متينة للغاية توفر قوة عالية في درجات الحرارة المرتفعة. يتميز تيتانيوم صنف Gr12 بخصائص تُشبه الفولاذ المقاوم للصدأ من السلسلة 300.

يمكن تشكيل هذه السبيكة على الساخن أو البارد باستخدام عمليات التشكيل بالضغط، أو التشكيل المائي، أو التشكيل بالتمدد، أو المطرقة. قدرتها على التشكيل بطرق متنوعة تجعلها مفيدة في العديد من التطبيقات. كما أن مقاومتها العالية للتآكل تجعلها ذات قيمة لا تُقدر بثمن لصانعي المعدات التي يُشكل تآكل الشقوق فيها مصدر قلق. يمكن استخدام درجة Gr12 في الصناعات والتطبيقات التالية:

الأصداف والمبادلات الحرارية

التطبيقات الهيدروميتالورجية

تصنيع المواد الكيميائية ذات درجات الحرارة العالية

مكونات الطائرات البحرية والجوية

تي 5Al-2.5Sn

Ti 5Al-2.5Sn سبيكة غير قابلة للمعالجة الحرارية، تُستخدم لتحقيق قابلية لحام واستقرار جيدين. كما تتميز بثبات عالٍ في درجات الحرارة، وقوة عالية، ومقاومة ممتازة للتآكل، ومقاومة ممتازة للزحف. يشير الزحف إلى ظاهرة الانفعال البلاستيكي التي تحدث عند درجات حرارة عالية لفترة طويلة.

يستخدم Ti 5Al-2.5Sn بشكل أساسي في تطبيقات الطائرات وهياكل الطائرات والتطبيقات المبردة.

هل ترغب بمعرفة المزيد عن التيتانيوم؟ تواصل معنا الآن.

تمتلك شركة شانشي تشوانغ هوي داي للمواد المعدنية المحدودة مرافق تصنيع متطورة في عاصمة التيتانيوم في الصين. تضمن عمليات الإنتاج المعتمدة لدينا وفقًا لمعيار ISO 9001:2015 جودة ثابتة مع الحفاظ على أسعار تنافسية مباشرة من المصنع. بفضل خبرتنا التي تزيد عن 30 عامًا في هذا المجال، نقدم دعمًا فنيًا شاملًا، وخيارات تخصيص مرنة، وخدمات توصيل عالمية موثوقة.

لا تترددوا في التواصل معنا عبر البريد الإلكتروني: info@chdymetal.com أو عبر الهاتف/واتساب: 86-18049386902