Kõige enam kasutatakse 1. ja 2. klassikaubanduslikult puhas titaan (CP Ti)klassid tööstus- ja kosmoserakendustes, mis on määratletud selliste standarditega nagu ASTM B265 (plaadid/lehed/kiled), ASTM B348 (vardad) ja ISO 5832-2. Nende peamised erinevused seisnevad interstitsiaalsete elementide (hapnik, lämmastik, süsinik) sisalduses ja lisandite piirides, mis mõjutavad otseselt mehaanilisi omadusi ja kasutuskõlblikkust. Allpool on põhjalik jaotus:
1. Peamised keemilise koostise erinevused
Nii klass 1 kui ka klass 2 on klassifitseeritud "legeerimata titaaniks", mis tähendab, et nende põhikoostis on valdavalt titaan ja minimaalsete tahtlike legeerivate elementide sisaldus. Peamised erinevused oninterstitsiaalsete elementide (O, N, C) lubatud piiridja lisandelement raud (Fe)-need elemendid on tootmises vältimatud, kuid järjepideva jõudluse tagamiseks on neid rangelt kontrollitud.
| Elemendi kategooria | 1. klassi tunnused | 2. klassi tunnused |
|---|---|---|
| Vaheelemendid (O, N, C) | Madalamad sisalduse piirid (kriitiline elastsuse jaoks) | Kõrgemad sisupiirangud (suurendada tugevust) |
| Lisandite element (Fe) | Rangem piir (vähendab rabedate faaside riski) | Lõdvem piir (tõstab mõõdukalt kõvadust) |
| Vesinik (H) | Identne piir (vähem kui 0,015% ASTM-i kohta või sellega võrdne) – H on rangelt kontrollitud, et vältida vesiniku rabedust | Identne piir (vähem kui 0,015% ASTM-i kohta või sellega võrdne) |
| Muud lisandid(nt Si, Al, V) | Lisandite jälgede koguarv Vähem kui 0,30% või sellega võrdne | Lisandite jälgede koguarv Vähem kui 0,30% või sellega võrdne (sama, mis klass 1) |
Peamine mõju: Interstitsiaalsed elemendid (eriti hapnik) toimivad "tahkelahuse tugevdajatena"-2. klassi kõrgem hapnikusisaldus suurendab tõmbetugevust ja kõvadust, kuid vähendab pisut elastsust ja vormitavust võrreldes 1. klassiga.
2. Titaani puhtus (väärismetalli sisaldus)
Puhtus on määratletud kuititaani (Ti) protsent kogu koostises, välja arvatud interstitsiaalsed elemendid (O, N, C, H) ja lisandid (Fe, Si jne). Puhtus on otseselt korrelatsioonis vormitavusega: kõrgem puhtus=parem plastilisus ja keevitatavus.
| Hinne | Minimaalne titaani puhtus (ASTM standard) | Täiendavad märkused |
|---|---|---|
| 1. klass | 99,5% või suurem | Kõrgeim puhtusaste CP Ti klasside seas. Äärmiselt -väike vahe-/lisandite sisaldus võimaldab erakordset külmvormimist (nt sügavtõmbamine, painutamine) ja vastupidavust pingekorrosioonipragudele (SCC). |
| 2. klass | 98,9% või suurem (tavaliselt 99,0–99,4%) | Pisut madalam puhtusaste kõrgemate O/Fe piiride tõttu. Tasakaalustab tugevuse ja vormitavuse, muutes selle kõige mitmekülgsemaks CP Ti klassiks üldiseks inseneritööks. |
3. Hapniku (O) ja raua (Fe) sisalduse piirangud
Hapnik ja raud on CP Ti{0}} kõige mõjukamad elemendid. Hapnik domineerib tugevuse suurendamises, samas kui raud toimib sekundaarse tugevdaja ja lisandina. Allpool onstandardsed piirangud ASTM B265 järgi(kõige laialdasemalt viidatud standard CP Ti toodetele ülemaailmses kaubanduses):
| Element | 1. astme maksimaalne piirmäär (ASTM) | 2. klassi maksimaalne piirmäär (ASTM) | Erinevuste põhjendus |
|---|---|---|---|
| Hapnik (O) | Vähem kui 0,18% või sellega võrdne (massiosa) | Vähem kui 0,25% või sellega võrdne (massiosa) | Hapnik on peamine tugevdaja: 2. klassi kõrgem O-piir suurendab tõmbetugevust ~ 20–30% võrreldes klassiga 1. |
| raud (Fe) | Vähem kui 0,20% või sellega võrdne (massiosa) | Vähem kui 0,30% või sellega võrdne (massiosa) | Raud parandab kõvadust ja kulumiskindlust, kuid võib kõrgel tasemel vähendada elastsust. 2. klassi kõrgem Fe piirväärtus tasakaalustab tugevust ja töödeldavust. |
Alternatiivsete standardite viide
ISO 5832-2 (Euroopa standard):
Hinne 1: O väiksem või võrdne 0,18%, Fe vähem või võrdne 0,20% (sama mis ASTM)
Hinne 2: O väiksem või võrdne 0,25%, Fe vähem või võrdne 0,30% (sama mis ASTM)
JIS H4600 (Jaapani standard):
1. aste (TP270C): O väiksem või võrdne 0,15%, Fe vähem kui 0,20% või sellega võrdne (rangem O-piir kui ASTM)
2. aste (TP340C): O väiksem või võrdne 0,20%, Fe vähem kui 0,30% või sellega võrdne (alumine O-piir kui ASTM)
4. Ärirakenduste peamiste näpunäidete kokkuvõte
| Parameeter | 1. klass | 2. klass |
|---|---|---|
| Puhtus | Suurem või võrdne 99,5% (kõrgeim) | Suurem või võrdne 98,9% (mitmekülgne) |
| Hapniku piirang | 0,18% või vähem | 0,25% või vähem |
| Raua piirang | 0,20% või vähem | 0,30% või vähem |
| Põhiline eelis | Suurepärane elastsus, vormitavus, keevitatavus | Tasakaalustatud tugevus ja vormitavus; kulutõhus- |
| Tüüpilised rakendused | Keemiline töötlemine (madal{0}}surveanumad), meditsiinilised implantaadid (keevitatud komponendid), kosmosekanalid | Tööstusseadmed (torud, ventiilid), merevarustus, arhitektuurne vooder, üldinsener |
