Mis on 11. klassi titaan

1. Mis on 11. klassi titaan?

11. klassi titaan on aKaugeldamata (kaubanduslikult puhas, CP) titaanklassmääratletud selliste globaalsete standardite järgi nagu ASTM International (nt ASTM B265 plaatide/lehtede jaoks, ASTM B348 baaride jaoks) ja ISO (nt ISO 5832-2). Seda eristatakse teistest juhtimata titaanklassidest (nt 1. aste, 2. aste) peamiselt selle kontrollitud lisamisegaPalladium (PD)- üllas metall, mis suurendab märkimisväärselt selle korrosioonikindlust, eriti vähendades keskkondades (nt happelised lahused, kloriid - rikkalik meedium), kus standardne vaheldumata titaan võib olla haavatav pitri või prahede korrosiooni suhtes.

11. klassi nimetatakse sageli "CP Ti pallaadiumiga"või"Titanium klass 11 (PD - modifitseeritud)"Tööstuslikes kontekstides. Selle põhieelis on puhta titaani {- olemuslike omaduste tasakaalustamine, näiteks suurepärane biosobivust, madala tihedusega (~ 4,51 g/cm3) ja hea moodustatavuse - - koos korrosioonivarustuse jaoks, mis sobivad selle jaoks, mis sobivad, et see sobivaks töötlemiseks sobivaks. happelised vedelikud), merekomponendid ja mõned meditsiiniseadmed (kuigi see on implantaatides vähem levinud kui 2. aste või Ti-6Al-4V).

2. 11. astme titaani keemiline koostis

Sisse tahtliku pallaadiumi lisandusega titaanklassina on 11. astme titaanil tihedalt kontrollitud keemiline koostis, et tagada järjepidev jõudlus. Allpool on tüüpiline kompositsioon ASTM B265 ja ISO 5832-2 standardid (väärtused on esitatudmaksimaalne kaaluprotsent (massiprotsenti)Kui pole täpsustatud teisiti):

Element	Kompositsioon (wt.%)	Roll/märkmed
Titaan (Ti)	Tasakaal	Mitteväärismetall; Pakub hinde aluspõhiseid omadusi (tugevus, elastsus).
Palladium (PD)	0.12 – 0.25	Võtme legeerimise element; parandab drastiliselt korrosioonikindlust redutseerivates keskkondades (nt HCl, NaCl lahendused), pärssides.
Süsinik (C)	Vähem või võrdne 0,08	Kontrollitud lisand; Liigne süsinik võib vähendada elastsust ja suurendada rabedust.
Vesinik (H)	Vähem või võrdne 0,015	Kriitiline lisandite piirmäär; Vesinik põhjustab "vesiniku hammassabinet" (sitkuse kaotus), kui see on kõrgetes kontsentratsioonides.
Raud (Fe)	Vähem või võrdne 0,20	Tavaline lisand; Väikesed kogused ei mõjuta oluliselt omadusi, kuid liigne võib vähendada moodustatavust.
Lämmastik (n)	Vähem või võrdne 0,03	Kontrollitud lisand; Kõrge lämmastikusisaldus suurendab tugevust, kuid vähendab elastsust.
Hapnik (O)	Vähem või võrdne 0,18	Lisand, mis mõjutab tugevust (kõrgem hapnik=pisut suurem tugevus, madalam elastsus); hoitakse järjepidevuse kitsas vahemikus.
Muud elemendid	Vähem või võrdne 0,10 (kokku)	Jälgi lisandid (nt räni, alumiinium); summeeritud puhtuse tagamiseks.

Nimelt on pallaadiumi sisaldus 11. astme määratlev omadus selle 0,12–0,25 massiprotsendi PD lisamiseta, see liigitataks erinevaks juhtimata klassideks (nt 1. aste, millel pole PD-d ja madalamat hapnikusisaldust).

3. 11. astme titaani mehaanilised omadused

11. klassi titaani mehaanilisi omadusi mõjutavad sellelõõmutatud riik(Kõige tavalisem töötlemise tingimus on vahetu titaani jaoks, kuna see optimeerib elastsust ja moodustatavust). Erinevalt soojust - ravitavad titaansulamid (nt Ti-6Al-4V), ei tugevdata selliseid hindeid nagu 11 tugevnemist kuumtöötluse kaudu (nt lahuse vananemine); Nende omadusi määravad peamiselt lisandite tase (nt hapnik) ja külm töö (kui seda rakendatakse).

Allpool onTüüpiline ja standard - määratud 11. klassi titaani mehaanilised omadused(Per ASTM B265 ja ASTM B348; väärtused võivad tootevormi järgi pisut varieeruda, nt plaat vs riba):

Omand	Meetriline ühik	Keiserlik üksus	Märkused (ASTM -i nõuded)
Saagikuse tugevus (0,2% nihe)	Suurem kui 275 MPa	Suurem kui 40 000 psi või võrdne	Minimaalne väärtus; Mõõdab stressi, millega algab püsiv deformatsioon.
Tõmbetugevus (ülim)	Suurem kui 485 MPa	Suurem kui 70 000 psi või võrdne	Minimaalne väärtus; Maksimaalne stress Materjal saab enne luumurdu taluda.
Pikenemine vaheajal	Suurem kui 24%	Suurem kui 24%	Minimaalne väärtus (25,4 mm / 1 gabariidi pikkuses); näitab elastsust (võime enne purunemist venitada).
Pindala vähendamine	Suurem kui 35%	Suurem kui 35%	Tüüpiline väärtus; Mõõdab ristlõike - protsendi vähenemist luumurdude korral (veel üks elastsuse näitaja).
Kõvadus (Brinell)	~ 110 - 130 HB	~ 110 - 130 HB	Tüüpiline vahemik; Madalam kui legeeritud titaan (nt Ti-6Al-4V ~ 30 tundi), peegeldades suuremat elastsust.
Elastsuse moodul	~ 110 GPA	~ 16 × 10⁶ psi	Tüüpiline väärtus; Materjali jäikus (sarnaselt teiste juhtimata titaanklassidega).

Peamised märkused mehaanilise käitumise kohta:

Külm töömõju: Kui 11. aste on külm - töötab (nt veeremine, joonistamine ilma järgneva lõõmutamiseta), suurenevad selle saagikus ja tõmbetugevus (nt saagikuse tugevus kuni 480 MPa / 70 000 psi), kuid elastsus (pikenemine) väheneb. See on kasulik kõrgemat tugevust vajavate rakenduste jaoks, ilma et see ohverdaks korrosioonikindlust.

Moodustatavus: Lõõmutatud 11. klassil on suurepärane vormitavus -. Selle saab standardsete titaankeevitustehnikate abil (nt gaasi volframi kaarekeevitamine, GTAW) painutada, tembeldada või keevitada, ilma et see oleks olulise pragunemiseta, muutes selle sobivaks keerukaks valmistamiseks.

Biosobivus: Nagu kõik puhtad titaanklass, on ka 11. aste biosoblik (mitte - toksiline, mitte - reaktiivne inimese kudedega), ehkki selle kasutamine meditsiinilistes implantaatides on piiratud selle madalama tugevusega võrreldes Ti-6Al-4V-ga. Seda kasutatakse sagedamini meditsiiniseadmetes (nt söövitava steriliseerimiskeskkonna kirurgilised instrumendid) kui implantaatides.