Sobivad kaubanduslikult puhtad titaaniklassid keskmise{0}} kuni-kõrge temperatuuriga ja madala{2}}temperatuuriga keskkondadele
1. CP titaani klassid keskmise- kuni-kõrge temperatuuriga stsenaariumidele
Tõmbe- ja väsimustugevuse säilitamine
Vastupidavus roomedeformatsioonile (aeglane plastiline vool püsiva koormuse korral)
Mikrostruktuuriline stabiilsus (ilma faasimuutuse või lisandite eraldamiseta)
Oksüdatsioonikindlus (habraste TiO₂ katlakivide moodustumine on minimaalne)
1.1 Optimaalne hinde valik: 2. ja 4. klass
1.1.1 2. ja 4. klassi peamised eelised
Tugevuse säilitamine kõrgetel temperatuuridel: 2. ja 4. klassi interstitsiaalsed lisandid (hapnik ja lämmastik) moodustavad -titaanvõres stabiilse tahke lahuse, mis takistab võre pehmenemist 200–300 kraadi juures. 300 kraadi juures säilitab 4. klassi tõmbetugevus ~70% toatemperatuuril -toatemperatuuril (UTS, ~485 MPa toatemperatuuril vs. ~340 MPa 300 kraadi juures), samas kui 1. klass (madal hapnikusisaldus, 0,18 massiprotsenti O) säilitab ainult ~55% toatemperatuurist ({17TS}) toatemperatuurist vs. ~190 MPa 300 kraadi juures).
Pugemiskindlus: Rooma on kriitiline rikkerežiim materjalide puhul, mis on püsiva koormuse all kõrgendatud temperatuuridel. 4. klassi kõrgem hapnikusisaldus suurendab võre hõõrdumist, aeglustades dislokatsiooni liikumist ja vähendades roomepinget. 350 kraadi juures ja pingel 150 MPa on 4. astme roomepinge pärast 1000 tundi ~0,2%, võrreldes 1. astme puhul ~0,8%-ga samadel tingimustel.
Oksüdatsioonikindlus: Nii 2. kui ka 4. klass moodustavad 200–400 kraadi juures tiheda, kleepuva TiO₂ oksiidikihi, mis takistab edasist hapniku sissepääsu. 4. klassi pisut kõrgem lisandite sisaldus ei kahjusta oksiidikihi terviklikkust, samas kui ülimadala lisandisisaldusega klassid (nt 1. klass) võivad võre madalama stabiilsuse tõttu moodustada poorseid oksiide.
1.1.2 Spetsialiseeritud klass kõrgel temperatuuril söövitavale keskkonnale: 7. klass (Ti-0,12Pd)
Suurendab korrosioonikindlust redutseerivates hapetes (nt HCl) kõrgendatud temperatuuridel
Hoiab ära lokaalse korrosiooni (täpp- ja pragukorrosioon), mida kõrge temperatuur võib kiirendada
Säilitab mikrostruktuuri stabiilsuse kuni 350 kraadini ilma rabedaid intermetallilisi faase moodustamata
1.1.3 Taotlusjuhtumid
Keemiline töötlemine: 2. klassi kasutatakse soojusvaheti torude jaoks, mis töötavad temperatuuril 200–250 kraadi, samas kui klassi 4 kasutatakse reaktorianuma komponentide jaoks temperatuuril 300–400 kraadi.
Lennunduse abisüsteemid: Klassi 4 kasutatakse lennukimootorite gondlite hüdroliinide jaoks (töötavad 250–300 kraadi juures) selle roomamiskindluse ja tugevuse säilimise tõttu.
Magestamistehased: 7. klassi kasutatakse kõrgel -temperatuuriliste soolveekuumutite (250–300 kraadi) jaoks, mis on vastupidavad kloriidi korrosioonile ja termilisele väsimusele.
1.2 Hinded, mida vältida keskmisel-kuni-kõrgetel temperatuuridel
1. klass: selle ülimadal hapnikusisaldus põhjustab halva tugevuse säilimise ja roomamiskindluse üle 250 kraadi, mistõttu see ei sobi kandvateks osadeks- kõrgel temperatuuril.
3. klass: Kuigi selle jõudlus on 2. ja 4. klassi vahepealne, ei paku see märkimisväärset eelist 2. klassi (madalam hind) või 4. klassi (suurem tugevus) ees, mistõttu on kasutus piiratud keskmise{4}} kuni -kõrge temperatuuriga rakendustes.
2. Suurepärase vastupidavusega CP titaanklassid madala temperatuuriga keskkondade jaoks
2.1 Optimaalse klassi valik: 1. ja 2. klass (1. klass on eelistatud ülimadalatel temperatuuridel)
2.1.1 1. klassi peamised eelised krüogeensetes tingimustes
Erakordne elastsus madalal{0}}temperatuuril: -196 kraadi juures (vedela lämmastiku temperatuur) säilitab 1. aste ~80% toatemperatuuril pikenemisest (24–28% toatemperatuuril vs Seevastu 4. astme (kõrge hapnikusisaldus) puhul väheneb pikenemine -196 kraadi juures 40% (15%-lt toatemperatuuril 9%-le -196 kraadi juures).
Kõrge purunemiskindlus: Murdetugevus (KIC) on krüogeensete materjalide jaoks kriitiline mõõdik. 1. klassi TIC on -196 kraadi juures ~60 MPa·m¹/², samas kui 4. klassi TIC langeb samal temperatuuril ~35 MPa·m¹/². Madal interstitsiaalsete lisandite sisaldus 1. klassis vähendab võre moonutusi ja välistab rabedate sademete moodustumise, võimaldades enne purunemist plastilist deformatsiooni.
Vastupidavus madalale{0}}temperatuurile väsimusele: -100 kraadi juures on 1. astme väsimuspiir (10⁷ tsüklit) ~170 MPa, mis on vaid 5% madalam toatemperatuuri väsimuspiirist (~180 MPa). Võrdluseks, 4. klassi puhul väheneb väsimuspiir -100 kraadi juures 15% (150 MPa toatemperatuuril 127 MPa -100 kraadi juures) suurenenud rabeduse tõttu.
2.1.2 Põhjendus suure lisandiastme{1}}vältimiseks (3. ja 4. klass)
Kõrge hapniku/lämmastiku sisaldus 3. ja 4. klassis suurendab võre kõvadust ja vähendab dislokatsiooni liikuvust madalatel temperatuuridel, mis viib ülemineku plastilisuselt rabedaks.
Temperatuuridel alla -100 kraadi võivad need klassid moodustada terade piiridel lokaalseid rabedaid tsoone, kus interstitsiaalsed lisandid eralduvad, põhjustades löögi või tsüklilise koormuse korral äkilise purunemise.
2.1.3 Taotlusjuhtumid
Veeldatud maagaasi (LNG) süsteemid: 1. klassi kasutatakse veeldatud maagaasi mahutite vooderdiste ja ülekandetorustike jaoks (töötavad temperatuuril -162 kraadi), kuna see on tugev ja vastupidav krüogeensele väsimusele.
Krüogeensed meditsiiniseadmed: 2. klassi kasutatakse vedela lämmastiku/sügavkülmiku komponentide jaoks meditsiinilistes pilditöötlusseadmetes (töötavad temperatuuril -80 kraadi kuni -196 kraadi), et tasakaalustada sitkust ja mõõdukat tugevust.
Lennunduse krüogeensed kütusesüsteemid: 1. klassi kasutatakse vedela vesiniku kütusetorude jaoks (töötavad temperatuuril -253 kraadi), et vältida rabedaid rikkeid äärmusliku külma ja vibratsiooni korral.
