1.Kas 2. klassi titaani vastupidavus madalal-temperatuuril on stabiilne?
Jah, 2. klassi kaubanduslikult puhtal titaanil on suurepärane ja stabiilne madalal temperatuuril{1}}löögikindlus isegi väga madalatel temperatuuridel.
2. klassi titaanil on silmapaistev sitkus ja elastsus madalal -temperatuuril ning sellel ei ole elastsust -to-hapraks üleminekuks nagu süsinikteras või mõned rauasulamid. Erinevalt paljudest konstruktsiooniterastest, mis muutuvad madalal temperatuuril rabedaks ja võivad praguneda, säilitab klass 2 stabiilsed mehaanilised omadused ja kõrge löögikindluse miinus{6}}temperatuuridel.
See stabiilne madalal -temperatuuril toimimine tuleneb titaani pinna-keskse kuupmeetri (FCC) kristallstruktuuri omadustest ja selle kõrgest puhtusest ning vähese interstitsiaalse sisaldusega elementidest, nagu hapnik, lämmastik ja vesinik. Need tegurid aitavad materjalil säilitada head plastilisust ja sitkust isegi madalatel temperatuuridel.
Praktilistes rakendustes, 2. klassi titaani kasutatakse laialdaselt krüogeensetes väljades, sealhulgas veeldatud maagaasi (LNG) seadmetes, madala temperatuuriga mahutites, krüogeensetes torujuhtmetes, kosmosetööstuse madala temperatuuriga{2}}komponentides ja jahutussüsteemides. See suudab stabiilselt säilitada oma mehaanilisi omadusi ja löögikindlust nii madalatel temperatuuridel kui –196 kraadi (vedela lämmastiku temperatuur) ja veelgi madalamal.
Standardsete Charpy löögitestide ajal2. klassi titaanil on madalatel temperatuuridel pidevalt kõrge neeldumisenergia väärtus, ilma järsu sitkuse languseta. See ei tekita rabedat purunemiskäitumist, mis on ohutuse seisukohalt kriitiline madalal-temperatuuril töötingimustes.
Kokkuvõtteks: 2. klassi titaanil on stabiilne ja usaldusväärne madalal-temperatuuril löögikindlus, see jääb tugevaks ja mitte -hapraks äärmiselt madalatel temperatuuridel ning sobib täielikult pikaajaliseks-kasutamiseks krüogeenses ja madalal temperatuuril{4}}.
2. Kui palju suureneb tugevus pärast 2. klassi titaani külmtöötlemist?
2. klassi kaubanduslikult puhas titaan tugevneb märkimisväärselt külmtöötlemisel (külmvaltsimine, külmtõmbamine, stantsimine, ketramine jne) tänu oma suurele kõvenemiskiirusele. Tugevuse suurenemine sõltub külma vähendamise ulatusest, kuid järgib tüüpilisi ja prognoositavaid vahemikke.
Tüüpilised tugevuse suurendamise vahemikud
Kerge külmtöötlemine (10% vähem)
Tõmbetugevus veidi suureneb.
Saagistugevus tõuseb märgatavalt.
Plastilisus on endiselt kõrge.
Mõõdukas külmtöötlemine (20–30% vähenemine)
Tõmbetugevus: alates ~345 MPa (lõõmutatud) kuni 415–450 MPa
Voolutugevus: alates ~170–205 MPa (lõõmutatud) kuni 340–410 MPa
See on külmviimistletud 2. klassi kõige levinum vahemik.
Tugev külmtöötlemine (vähendamine 40–60%)
Tõmbetugevus võib ulatuda 550–650 MPa
Voolutugevus võib ületada 500 MPa
Plastsus (venivus) langeb oluliselt, mistõttu vormimine muutub raskemaks.
Üldine kokkuvõte
Lõõmutatud 2. klass:
Tõmbetugevus: ~345–480 MPa
Voolutugevus: ~170–205 MPa
Pärast tugevat külmtööd (vähenemine 50%):
Tõmbetugevus võib lõõmutatud seisundiga võrreldes suureneda umbes 60–90%.
Tugevalt külmtöödeldud tingimustes võib tootlikkus suureneda 200% või rohkem.
Olulised märkused
Külmtöötlemine suurendab tugevust ja kõvadust, kuid vähendab elastsust ja vormitavust.
Väga suure tugevuse saavutamiseks võib 2. klassi külmtöödelda, et saavutada tugevus paljude titaanisulamite läheduses.
Kui liigne külmtöötlemine põhjustab rabedust või pragunemist, on plastilisuse taastamiseks vajalik vahepealne lõõmutamine.
Lühidalt: 2. klass näitab külmtöötlemisel väga olulist tugevuse kasvu, kusjuures voolavuspiir paraneb palju dramaatilisemalt kui tõmbetugevus.
