UNS R50250 · W.Nr. 3.7025 · DIN 17850 Ti 1 · ASTM Grade 1 · TİCARİ SAF (alaşımsız) titanyum, alfa fazı. Tavanlar: O en çok %0,18 · Fe en çok %0,20 · N en çok %0,03 · C en çok %0,08 · H en çok %0,015 · her bir diğer element en çok %0,10 · diğerleri toplam en çok %0,40 · kalan Ti. Ailenin EN DÜŞÜK OKSİJENLİ ve en sünek kalitesidir. ÇÖKELME SERTLEŞMEZ, SU VERME İLE DE SERTLEŞMEZ: tek fazlı alfadır, ısıl işlemle mukavemet kazandırılamaz.
Şekillendirilebilirliğin mukavemetten önce geldiği işler için alınır: derin çekilen ve ağır bükülen ince sac parçalar, patlamalı kaplama (explosion cladding) katmanı, klor-alkali elektrolizinde anot altlığı, deniz suyu ve tuzlu su ısı değiştirici boruları, genleşme körüğü, ince cidarlı kimyasal…
Formlar
Yuvarlak çubuk · lama · levha · sac · ince sac / folyo · boru · dövme. Tüm formlar sipariş bazında temin edilmektedir.
Standartlar
AMS (doğrulanmış): 4940 — sac, şerit, levha; ticari saf, tavlı, 25,0 ksi (172 MPa) akma. Grade 1 ÇUBUK / DÖVME için doğrulanmış bir AMS numarası bulunamamıştır. ASTM: B265 / SA-SB-265 (şerit, sac, levha) · B348 (çubuk ve kütük) · B338 (kondenser ve ısı değiştirici tüpü, dikişsiz ve dikişli) · B861 (dikişsiz boru) · B862 (dikişli boru) · B363 (kaynaklı bağlantı parçaları) · B381 Kalite F-1 (dövme) · B863 (tel) · F67 Grade 1 (cerrahi implant, alaşımsız titanyum). EN / DIN: DIN 17850 Ti 1 (bileşim, W.Nr. 3.7025) · DIN 17860 (sac/levha) · DIN 17862 (çubuk) · DIN 17864 (dövme). MIL: MIL-T-9046J CP-4 ve AMS-T-9046B CP-4 (sac, şerit, levha) — CP numarası Grade numarasının TERSİDİR. Kaynak: AWS A5.16 / SFA-5.16 ERTi-1. MIL-T-9046 / AMS-T-9046 CP NUMARALARI ASTM GRADE NUMARALARININ TERSİDİR: CP-1 = Grade 4 · CP-2 = Grade 3 · CP-3 = Grade 2 · CP-4 = Grade 1. Eski bir resimde ‘CP-1’ görülürse bu Grade 1 değil Grade 4’tür.
Artısı
Şekillendirilebilirlik. ASTM B265 alt sınırı %24 uzama ve en çok 310 MPa akma tavanıdır; akma TAVANININ şartnamede bulunması, malzemenin fazla sert gelmeyeceğini garanti eder ve pres/çekme kalıplarının geri yaylanma hesabını sabit tutar.
Kaynak
Dolgu metali: AWS A5.16 / ASME SFA-5.16 eşleşen ticari saf çubuk — Grade 1 için ERTi-1, Grade 2 için ERTi-2, Grade 4 için ERTi-4. Ön tav GEREKMEZ, kaynak sonrası ısıl işlem de zorunlu değildir (Corrosion Materials). Zorunlu olan ÖN TAV değil, KORUMADIR: GTAW (TIG) en yaygın yöntemdir;
Sınırları
ISIL İŞLEMLE SERTLEŞMEZ. Su verme, çözelti tavı, yaşlandırma yoktur; sertlik isteyen bir resim geldiğinde bu kalite yanlış seçimdir. YASAK BANT — HAVADA 590-620 °C ÜZERİ: bu sıcaklığın üzerinde havada tavlama veya sıcak şekillendirme, oksit tufalı ve içeri difüze olmuş oksijen tabakası (alpha case) üretir;
Veriler üretici veri sayfalarından derlenmiştir · sipariş öncesi güncel şartnameden teyit ediniz
Bu sayfada · tıklayın, ilgili bölüme gider
Titanyum Grade 1 NedirÜrün Formuna Göre StandartlarASME Kod Kabulü ve AZAMİ KOD SICAKLIKLARIStandardı OLMAYAN Ürün FormlarıKimyasal BileşimMekanik DeğerlerFiziksel ÖzelliklerIsıl İşlem ve Isıl KararlılıkKaynakTalaşlı İmalatKorozyonSık Sorulan Sorular
Ticari Saflıkta Titanyum – Düşük Oksijen
Ti Grade 1, titanyum alaşımının en saf formudur ve titanium unalloyed (alaşımsız) olarak bilinir. Bu alaşım %99.5 titanyum içerir ve oldukça yüksek korozyon direnci, mükemmel biyo uyumluluk, düşük yoğunluk ve iyi mekanik özellikleri ile bilinir.
Ticari saflıktaki titanyum kaliteleri mükemmel dayanç-yoğunluk oranına ve iyi bir korozyon direncine sahiptir. Bu özellikleri, ticari saflıktaki titanyumları, düşük kütle kuvvetleri ile birlikte ağırlık tasarrufu sağlayan yapılardaki bileşenlerin imalatı için ve ayrıca yüksek korozyon direnci gerektiren bileşenler için uygun hale getirmektedir. Buna ek olarak, titanyumun düşük termal genleşmesi nedeniyle, titanyum yapılarındaki termal stresler diğer metalik malzemelerinkinden daha düşüktür. Bu özellik ile birlikte Titanyum komponentler günümüzde her geçen gün farklı sektörlerde tercih sebebi olmaya başlamıştır. Malzemeler, olağanüstü biyo uyumluluklarından dolayı tıp sektöründe de yaygın şekilde kullanılmaktadır.
Uygulama Alanları: Kimya Sanayii, Uzay ve Havacılık Sanayii, Medikal Uygulamalar.
İşlenebilirlik: Saf titanyum olduğundan işlenebilirlik açısından bazı zorluklar olabilir, ancak işlenmesi genellikle mümkündür. İşte Ti Grade 1’in işlenebilirliği ile ilgili bazı önemli noktalar
Makine İşleme:
Frezeleme, tornalama ve delme gibi geleneksel işleme yöntemleriyle işlenebilir. Ancak, titanyumun işlenmesi sırasında, yüksek sıcaklık ve tutumlu kesici takımlar kullanımı önemlidir.
Düşük hızda işleme ve soğutma sıvıları kullanmak gereklidir çünkü titanyum, kesme işlemleri sırasında yüksek sıcaklıklar üretebilir.
Kaynak:
TIG (Tungsten Inert Gas) ve MIG (Metal Inert Gas) kaynak yöntemleriyle kaynak yapılabilir. Kaynak sırasında, titanyumun oksitlenmesini engellemek için koruyucu gazlar (örneğin, argon) kullanmak önemlidir.
Kaynak sonrası isıl işlem yapılması gerekebilir, çünkü kaynak bölgesinde bazı özellik değişimleri olabilir.
Soğuk Şekillendirme:
Soğuk şekillendirme işlemi genellikle Ti Grade 1 için uygundur. Plazma kesme ve bükme gibi işlemler de yapılabilir, ancak işlem sırasında dikkatli olunmalıdır.
Sıcak Şekillendirme:
Sıcak şekillendirme genellikle Ti Grade 1 için uygundur ve düşük sıcaklıkta işlem yapma önerilir. Ancak sıcaklıkların çok yüksek olmaması gerektiği unutulmamalıdır.
Yuvarlak çubuk · Lama · Levha · Sac · Boru · Dövme Tüm formlar sipariş bazlı temin edilmektedir.
Titanyum Grade 1 Nedir — ve Grade 2’den Ayıran TEK Şey
KARŞILAŞTIRMA
Tek ölçüt: ASTM B265 / ASME SB-265 (ve aynı değerleri taşıyan ASTM B348) tavlı durum ŞARTNAME SINIRLARI. Kimyasal tavanlar Tablo 1’den, çekme değerleri Tablo 2’den. Tipik değil, sınır değerdir; üretici tipik değerleri daha yüksektir.
DEFENCE METAL
Kalite
UNS
W.-Nr.
Oksijen maks
Demir maks
Azot maks
Çekme min MPa
Akma min MPa
Akma maks MPa
Uzama min
Not
Ti Grade 1
UNS R50250
3.7025
%0,18
%0,20
%0,03
240
138
310
%24
En düşük oksijen, en yüksek süneklik. Derin çekme ve patlamalı kaplama işi.
Ti Grade 2
UNS R50400
3.7035
%0,25
%0,30
%0,03
345
275
450
%20
Ticari saf titanyumun iş atı. Levha, boru ve ısı değiştirici için en yaygın kalite.
Ti Grade 3
UNS R50550
3.7055
%0,35
%0,30
%0,05
450
380
550
%18
Ara basamak. Bu kart setinde yoktur; merdiveni tamamlamak için gösterilmiştir.
Ti Grade 4
UNS R50700
3.7065
%0,40
%0,50
%0,05
550
483
655
%15
Ticari saf ailenin en mukavemetlisi. Boru/tüp şartnamelerinin çoğunda yoktur.
DEFENCE METAL
Ek bilgiler
Iliski
OKSİJEN TAVANI %0,18’den %0,40’a çıkarken çekme dayanımı alt sınırı 240 MPa’dan 550 MPa’ya çıkar (+%129), uzama alt sınırı %24’ten %15’e düşer. Demir tavanı da %0,20’den %0,50’ye çıkar. BU ARTIŞIN ISIL İŞLEMLE HİÇBİR İLGİSİ YOKTUR; dört kalitenin ısıl işlem çevrimi aynıdır.
Mekanizma
Oksijen ve azot, alfa titanyumun sıkı paket hegzagonal kafesinde oktahedral arayer boşluklarına girer ve asimetrik kafes çarpılması yaratır; bu gerilme alanı dislokasyon kaymasını engeller (arayer katı çözelti sertleşmesi). Demir ise küçük miktarda beta fazı stabilize eder. MDPI Crystals 2025 derlemesi, saf titanyumda kritik oksijen eşiğini yaklaşık %0,46 olarak verir; bu değerin üzerinde oda sıcaklığı uzaması keskin biçimde çöker. Grade 4’ün %0,40 tavanı bu eşiğin hemen altındadır.
Uyarı
Dört kalite de ASTM’de aynı temel elementlerle tanımlanır; ayrım YALNIZCA oksijen, demir ve azot tavanlarıdır. Sipariş ‘ticari saf titanyum’ diye verilirse hangi mukavemet sınıfının geleceği belirsizdir. Grade numarası ve UNS numarası birlikte yazılmalıdır.
Grade 1 akma alt sınırı ŞARTNAMEYE GÖRE DEĞİŞİR: ASTM B265 / ASME SB-265 tablosu 138 MPa (20 ksi) verir, AMS 4940 ise 172 MPa (25 ksi) ister. Aynı kaliteye iki farklı alt sınır uygulanır; sipariş hangi şartnameye verildiği belirtilmeden yazılmamalıdır. Karbon (%0,08) ve hidrojen (%0,015) tavanları dört kalitede de aynıdır; mukavemet merdivenine katkıları yoktur. Grade 3 bu kart setinde yoktur. Merdivenin üçüncü basamağı olduğu için yalnızca karşılaştırma tablosunda gösterilmiştir.
Titanyum Grade 1 (UNS R50250 / W.Nr. 3.7025 / DIN Ti 1 / ticari adıyla Ti 99,8), alaşımsız (ticari saflıkta, CP) titanyumun en yumuşak ve en sünek kalitesidir. Oda sıcaklığında tek fazlı HSP (α) titanyumdur — yapıda ikinci bir faz, çökelti veya sertleştirici mekanizma yoktur. Isıl işlemle sertleştirilemez. Mukavemetini yalnızca iki kaynaktan alır: soğuk deformasyon ve arayer atomları.
Grade 1 ile Grade 2 arasında bilinçli olarak eklenmiş tek bir alaşım elementi farkı yoktur. İkisi de alaşımsız titanyumdur; ikisinin de karbon, azot ve hidrojen tavanı aynıdır. Şartname metninde farklı olan yalnızca iki satır vardır: oksijen ve demir. Bu iki satır, mukavemeti, sünekliği, bükme yarıçapını, kaynak davranışını, fiyatı ve hangi kod hesabını yapabileceğinizi belirler. Sayfanın geri kalanı bu tek olgunun sonucudur.
Alaşımsız Titanyum Ailesi · Değişen Tek Şey Arayer İçeriği (ASTM B265)
DEFENCE METAL
Grade 1 R50250 / 3.7025
O ≤%0,18 · Fe ≤%0,20. Rm ≥240 MPa · Rp0,2 138–310 MPa · A ≥%24. Ailenin en süneki ve en iyi soğuk şekillendirileni. Derin çekme, patlamalı kaplama, anot altlığı, plakalı eşanjör plakası, astar. Mukavemet arayan hiç kimse için değildir
Grade 2 R50400 / 3.7035
O ≤%0,25 · Fe ≤%0,30. Rm ≥345 MPa · Rp0,2 275–450 MPa · A ≥%20. Endüstrinin fiili iş atı. Basınçlı kap, borulama, eşanjör borusu, flanş, dövme. Stok bulunurluğu en yüksek kalite — bu yüzden kilo fiyatı sıklıkla Grade 1’in altındadır
Grade 3 · Grade 4 R50550 / R50700
Gr 3: O ≤%0,35 · Rm ≥448–450 MPa · A ≥%18 — niş kalite; esas gerekçe korozyon değil, kod hesabında daha yüksek emniyet gerilmesidir. Gr 4: O ≤%0,40 · N ≤%0,05 · Fe ≤%0,50 · Rm ≥552 MPa · A ≥%15 — diş hekimliği, medikal, bağlantı elemanı; şekillendirilebilirlik belirgin şekilde düşer
Grade 5 · Ti-6Al-4V R56400 / 3.7165
Bambaşka bir malzeme. α+β alaşımı, Rm ≥895 MPa, ısıl işlemle sertleştirilebilir. Bir korozyon yükseltmesi DEĞİLDİR — indirgeyici ortamlarda ve aralık korozyonunda CP kalitelerden daha kötüdür, soğuk şekillendirilemez. Detay: Ti Grade 5 / ELI
Oksijen ve demir gerçekte ne yapıyor
Oksijen titanyumda bir kirlilik değil, alaşım elementidir. HSP kafesin oktahedral boşluklarına arayer olarak yerleşir, kafesi çarpıtır ve dislokasyon hareketini engeller — tam anlamıyla bir katı çözelti sertleşmesi. Akma ve çekme yükselir; uzama, şekillendirilebilirlik ve kırılma tokluğu düşer; β transus yukarı kayar. Grade 1’den Grade 2’ye geçerken oksijen yalnızca yüzde 0,07 puan artar, buna karşılık asgari akma 138 MPa’dan 275 MPa’ya, kabaca iki katına çıkar. Demir ise farklı bir sebeple sınırlıdır: demir bir β stabilizörüdür, tane sınırlarında az miktarda β bırakır ve indirgeyici asitlerde ve aralık korozyonunda demirce zengin bölgeler zayıf noktadır. Grade 1’in %0,20’lik tavanı daha temiz bir tek faz ve belirgin şekilde daha iyi süneklik demektir.
Yayımlanması gereken cümle: Grade 1, Grade 2’nin “daha saf” versiyonu değil, farklı bir mühendislik amacı için seçilen kalitedir. Grade 2 mukavemet ve kod hesaplanabilirliği için; Grade 1 şekillendirilebilirlik, kaynak sünekliği ve kaplama yapışması için vardır. Yanlış olanı sipariş etmek iki yönde de pahalıdır: Grade 1’i basınçlı kaba koyarsanız et kalınlığı gereksiz büyür; Grade 2’yi derin çekmeye sokarsanız kalıpta yırtılır.
DIN 17850 Ti 1 (W.Nr. 3.7025, bileşim) · DIN 17860 (sac/levha) · DIN 17862 (çubuk). EN 10204 malzeme şartnamesi DEĞİLDİR; 3.1 / 3.2 belge türünü tanımlar.
AMS numaraları önce, ASTM sonra yazılmıştır. AMS 4900 (55 ksi akma) GRADE 3’e aittir ve bu kartların hiçbirine yazılmamıştır. AMS 4902 Grade 2’ye, AMS 4901 ve AMS 4921 Grade 4’e, AMS 4940 Grade 1’e aittir. Numaralar akma dayanımına göre ayrılır, kalite adına göre değil. EN 10204 bir malzeme şartnamesi değil, muayene belgesi türüdür (2.2 / 3.1 / 3.2).
Titanyum, nikel alaşımlarının aksine ürün formuna göre ayrı ayrı numaralanmış bir ASTM ailesine sahiptir ve bu aile Grade 1’i neredeyse eksiksiz kapsar. Aşağıdaki tablo sipariş yazarken doğrudan kullanılabilir.
Ürün Formuna Göre Standartlar · Titanyum Grade 1 (R50250 / 3.7025)
Dikişsiz ve dikişli tüp (kondenser · eşanjör)
ASTM B338 / SB-338 — kondenser ve eşanjör borusunun aile standardı budur
Boru (pipe)
Dikişsiz ASTM B861 · dikişli ASTM B862. ASTM B337 arıyorsanız: 1997’de GERİ ÇEKİLDİ ve bu iki şartnameye ayrıldı. B337 yazan güncel bir sertifika kabul etmeyin
Kaynaklı bağlantı parçası
ASTM B363 / SB-363 (malzeme) + ASME B16.9 (ölçü) — sipariş metninde ikisi birden yazılmalıdır
ASTM B863 — titanyumun gerçek bir tel ürün şartnamesi VARDIR; nikel alaşımlarına göre önemli bir üstünlük. Ancak kapsanan kalite listesi baskıdan baskıya değişir; sipariş teyidine baskı yılını yazın. Döküm: ASTM B367 / SB-367 — kalite kodları C öneklidir (C-2, C-3 …) ve Grade 1’e denk bir döküm kalitesinin kapsamda olduğu bağımsız doğrulanamadı
Cerrahi implant
ASTM F67 · Avrupa’da EN ISO 5832-2, çekme mukavemetine göre altı kalite tanımlar. Numaralandırma ASTM ile birebir aynı değildir; eşleştirmeyi kimya ve mekanik üzerinden yapın
Havacılık
AMS 4940 (levha/sac/şerit — “Commercially Pure, Annealed, 25,0 ksi (172 MPa) akma“) · AMS-T-9046 (eski MIL-T-9046J) sınıf CP-4 = Grade 1. DİKKAT: CP numaralandırması ASTM kalite numarasının TERSİDİR (CP-4 = Gr 1, CP-3 = Gr 2, CP-1 = Gr 4)
Kaynak sarf malzemesi
Çıplak tel: AWS A5.16 ERTi-1 · W.Nr. dolgu 3.7026 (Grade 2 dolgusu ERTi-2 / 3.7036). Örtülü elektrot YOKTUR ve olmayacaktır — titanyum SMAW ile kaynak edilmez, cüruf ve örtü nemi kaçınılmaz olarak oksijen ve hidrojen yükler
DIN 17850 Ti 1, malzeme numarası 3.7025; ürün formları DIN 17860 (sac/levha), 17862 (çubuk), 17863 (tel), 17864 (dövme). 3.7024 ise WL/havacılık numarasıdır. EN 10204 bir malzeme şartnamesi DEĞİLDİR; yalnızca muayene belgesi tipini tanımlar. Doğru ifade: “ASTM B265 Gr 1, EN 10204 3.1 sertifikalı“
ASME Kod Kabulü ve AZAMİ KOD SICAKLIKLARI
Titanyumda tavan, alışkın olduğunuz nikel alaşımlarına göre çarpıcı biçimde düşüktür ve bu bir metalurjik limit değil, bir KOD limitidir. Alaşımsız titanyum 315 °C’de metalurjik olarak gayet iyi durumdadır; kod, sürünme ve uzun süreli oksidasyon verisi olmadığı için orada durur.
315 °C (600 °F) — tüm uygulamalar için. SB-265 Grade 2 levha için açıkça yayımlanmıştır ve titanyum aile tavanı olarak anılır. Üstünde emniyet gerilmesi yoktur
Kabul edildiği bölümler
Bölüm VIII Div. 1 ve Div. 2 · Bölüm III Sınıf 2/3 · Bölüm XII (taşıma tankı) — hepsi 315 °C’ye kadar. Bir kaynak Bölüm I (güç kazanı) için de Grade 2 levhayı listeler; tek kaynaklı, Bölüm II Kısım D’den teyit edin
ASME B31.3
Titanyum kapsamdadır ve aynı 315 °C tavanı ile anılır. Bağımsız doğrulanamadı — B31.3 Tablo A-1’den teyit edin
ASME B16.5 (flanş)
TİTANYUM B16.5’TE YOKTUR. Standart titanyumu malzeme gruplarına dâhil etmez; hazır basınç–sıcaklık tablosu yoktur. Titanyum flanş B16.5 ölçülerinde imal edilir ama derecelendirmesi B16.5 Ek A’ya göre hesaplanmak ya da VIII Div. 1 Ek 2’ye göre contaya bağlı flanş tasarımı yapılmak zorundadır. Titanyum borulamada en çok gözden kaçan kalem budur
Grade 1 için kod kapsamı
Yukarıdaki satırların çoğu Grade 2 üzerinden doğrulanmıştır. Grade 1’in aynı bölümlerde ayrı listelendiği bağımsız doğrulanamadı; Bölüm II Kısım D’de R50250 satırını sipariş öncesi teyit edin. Ayrıca Grade 1’in düşük asgari mukavemeti kalınlığı büyüteceği için çoğu tasarımcı zaten Grade 2’ye geçer. Ayrıca ASME için onaylanmış H kaliteleri 2H, 7H, 16H, 26H‘dir — GRADE 1H DİYE BİR ŞEY YOKTUR
“H” kalitesi nedir ve Grade 1 neden dışarıda kaldı
H kalitesi, kimyası birebir aynı olan ama asgari çekme mukavemeti yükseltilmiş bir kalitedir. Grade 2H, Grade 2 ile tamamen aynı bileşime sahiptir; tek fark asgari çekmenin 345 MPa (50 ksi) yerine 400 MPa (58 ksi) garanti edilmesidir. Akma her ikisinde de 275 MPa, uzama %20’dir. Gerekçe istatistikseldir: Malzeme Teknolojisi Enstitüsü ve Uluslararası Titanyum Birliği önce 400’den fazla ticari döküm, sonra 5.200’den fazla ticari test raporu incelemiş ve %99’dan fazlasının 58 ksi asgarisini zaten sağladığını göstermiştir. Yani H kalitesi yeni bir malzeme değil, zaten var olan mukavemetin koda kabul ettirilmesidir. Yayımlanmış bir örnekte Bölüm VIII Div. 2 (Sınıf 2) kuralları altında Grade 2H kullanmak, Div. 1’e göre yaklaşık %14 malzeme tasarrufu sağlamaktadır. Grade 1 bu programın dışındadır — çünkü Grade 1 zaten mukavemet için değil, süneklik için alınır.
Standardı OLMAYAN Ürün Formları — Ticari Olarak En Değerli Bölüm
Titanyumda boşluklar nikel alaşımlarındakinden azdır ama farklı yerlerdedir ve daha pahalıya patlar. Satış mühendislerinizin ezberlemesi gereken bölüm budur.
R50250 için Şartname Boşlukları ve Tuzaklar
DEFENCE METAL
Flanş
Bir “ASTM titanyum flanş şartnamesi” yoktur. Nikel alaşımlarındaki ASTM B462’nin titanyum karşılığı mevcut değildir. Titanyum flanş B381 dövmeden (F-1 / F-2) ya da B265 levhadan imal edilir; ölçü ASME B16.5’tir ama basınç–sıcaklık derecesi tablodan okunamaz, hesaplanır
Grade 1 döküm
B367 alaşımsız titanyum dökümünü kapsar ama döküm kaliteleri C önekli ayrı bir numaralandırma kullanır ve Grade 1’e denk bir döküm kalitesinin kapsamda olduğu bağımsız doğrulanamadı. Pratikte döküm titanyum vana ve pompa gövdesi Grade 2 / C-2 sınıfında tedarik edilir
Cıvata · somun
ASTM F467 (somun) ve F468 (cıvata) titanyum kalitelerini içerir; Grade 1’in kapsandığı bağımsız doğrulanamadı. Zaten mühendislik olarak anlamsızdır: 138 MPa asgari akma ile ön yükleme tutamazsınız. Titanyum bağlantı elemanı için yol Grade 2, 4 veya 5‘tir. Aynısı yay teli için geçerlidir: B863 teli kapsar ama yay temperi bir mukavemet sınıfı olarak tanımlı değildir. Ve “Grade 1H” diye bir kalite yoktur
Isıl işlemle sertleştirme
Bir proses boşluğu değil, fiziksel bir imkânsızlık. Grade 1 tek fazlı α titanyumdur; çözelti alma + yaşlandırma yoktur. Yüzey sertliği için yol anodizasyon, nitrürleme veya kaplamadır
Güncel EN ürün standardı
Avrupa’da titanyumun tek çatı altında toplanmış güncel bir EN ürün standardı ailesi yoktur; fiilen kullanılan yol DIN 17850 ailesi ile ASTM B-serisidir. Pratik çözüm ASTM kimyası + EN 10204 3.1 sertifikasıdır
Kimyasal Bileşim
Alaşımsız titanyumda “bileşim” demek, arayer tavanlarını yazmak demektir. Sertifikada beş satır vardır; ikisi (oksijen, demir) kaliteyi tanımlar.
≤0,20 — ikinci tanımlayıcı satır. Grade 2’de ≤0,30
Karbon · Azot
C ≤0,08 · N ≤0,03 — ikisi de Grade 2 ile aynı. Azot oksijenden yaklaşık iki kat güçlü bir sertleştiricidir; tavanı bu yüzden çok düşüktür
Hidrojen · diğer
H ≤0,015 (150 ppm) — Grade 2 ile aynı; hidrojen gevrekleşmesinin birinci savunma hattı bu satırdır. Diğer elementler her biri ≤0,1, toplam ≤0,4; kalan titanyum — ticari adı Ti 99,8 buradan gelir
Kaynak çelişkisi [D]
Bazı üretici sayfaları karbon tavanını %0,10 olarak yazar. Güncel ASTM B265 değeri %0,08’dir. %0,10 eski bir baskıdan ya da başka bir şartnameden kalmadır; sipariş metninde baskı yılı ile birlikte %0,08 yazın
ASTM ile DIN/EN Ayrışması — Sertifikada Gerçekten Önemli Olanlar
DEFENCE METAL
Kimya
Kimyada ayrışma yoktur. DIN 17850 Ti 1 ile ASTM B265 Grade 1 aynı tavanları kullanır: O ≤%0,18 · Fe ≤%0,20 · C ≤%0,08 · N ≤%0,03 · H ≤%0,015. Sorun kimyada değil, mekanikte
Çekme mukavemeti
BURASI TUZAK. ASTM B265 yalnızca bir asgari verir: Rm ≥240 MPa. DIN Ti 1 ise bir ARALIK verir: Rm 290–410 MPa. Yani ASTM’ye uygun bir döküm DIN’in ALT sınırının altında kalabilir (260 MPa) ya da üst sınırını aşabilir (430 MPa). Çift sertifika isteyen müşteriye bunu önceden söyleyin
Akma mukavemeti
ASTM B265: 138–310 MPa (20–45 ksi) — hem asgarisi hem AZAMİSİ vardır. DIN Ti 1 için yaygın yayımlanan değer ≥200 MPa‘dır. ASTM azamisi çoğu alıcının gözden kaçırdığı satırdır: aşırı soğuk işlenmiş “daha mukavemetli” Grade 1, şartnameye UYMAZ
Uzama
ASTM B265: A ≥%24 (50 mm). DIN Ti 1 için yayımlanan değer ≥%30. DIN daha zorludur
Numara ve sertifika
3.7025 = DIN 17850 Ti 1 (ana metal) · 3.7024 = WL/havacılık · 3.7026 = kaynak DOLGU teli. Üçü farklı belgedir ve veri sayfalarında sürekli karışır. Sertifikada EN 10204 3.1 pratikte Avrupa standardıdır; 3.2 (üçüncü taraf) PED kapsamındaki basınçlı ekipmanda istenebilir
Mekanik Değerler
MUKAVEMET DEĞERLERİ
DEFENCE METAL
Koşul
Sertlik
Akma MPa
Çekme MPa
Uzama
ASTM B265 / ASME SB-265 — tavlı şerit, sac, levha
—
138-310
240
%24
ASTM B348 / ASME SB-348 — tavlı çubuk ve kütük
—
138
240
%24
AMS 4940 — tavlı sac, şerit, levha
—
172
—
—
Grafikte aralık olarak verilen değerler alt sınırdan çizilmiştir; tam aralık tablodadır. Tüm satırlar TAVLI (annealed) durumdur. Ticari saf titanyumda başka bir ısıl işlem durumu yoktur; H900 / QT650 benzeri bir koşul kodu bulunmaz. SERTLİK SÜTUNU BİLEREK BOŞTUR. Ticari saf titanyum sertlikle sipariş edilmez ve ASTM B265 / B348 sertlik alt veya üst sınırı vermez. RTI yaklaşık 70 / 82 / 90 / 100 HRB (Grade 1-4), ATI Grade 2 için ~80 HRB ve Grade 4 için ~100 HRB verir; dört bağımsız kaynak bulunamadığı için tabloya yazılmamıştır. AKMA DAYANIMININ ÜST SINIRI da şartnamededir. ASTM B265 akma için hem alt hem üst sınır verir; fazla sert gelen malzeme de reddedilir. Bu, şekillendirme kalıbı kullanan alıcı için alt sınır kadar önemlidir. ASTM B265 bükme yarıçapı şartı: Grade 1 için 1,78 mm altı kalınlıkta 1,5T, 1,78-4,75 mm arasında 2T · Grade 2 için 2T ve 2,5T · Grade 4 için 2,5T ve 3T. Kesit daralması (RA) tabloya yazılmamıştır: kaynaklar Grade 4 için %25, %30 ve %35 vermekte ve çelişmektedir.
Şartname asgarileri ile fabrika tipiklerini asla karıştırmayın. Satın alma asgariler üzerinden yapılır; tipikler hiçbir şeyin garantisi değildir ve şartname yerine konursa ilk sertifikada sorun çıkarır.
Şartname Asgarileri · ASTM B265 Grade 1 (tavlı, oda sıcaklığı)
DIN 17850 Ti 1 · AYRI BİR SİSTEM — SATIRLARI KARIŞTIRMAYIN
DEFENCE METAL
Çekme mukavemeti Rm
290–410 MPa (aralık) — asgarisi ASTM’nin 240 MPa’sından yüksek, ayrıca bir de üst sınır var
Akma ve uzama
Akma ≥200 MPa(kaynak bu değeri %1,0 ofset olarak etiketliyor; Rp0,2 ile kıyaslarken dikkat) · uzama ≥%30 — ASTM’nin %24’ünden zorludur. Pratik sonuç: ASTM B265 Grade 1 sertifikası otomatik olarak DIN 17850 Ti 1 uygunluğu anlamına GELMEZ; çift sertifika isteniyorsa sipariş aşamasında bildirin
Tipik Fabrika Değerleri — GARANTİ DEĞİL
DEFENCE METAL
Tavlı sac · tipik bant
Rm ~290–340 MPa · Rp0,2 ~170–250 MPa · uzama tipik olarak %30’un üzerinde — Grade 1’in ticari gerekçesi bu son satırdır
Elastisite modülü
103–105 GPa[D] — çeliğin kabaca yarısı. Aynı kesitte iki kat sehim; titanyum tasarımında rijitlik neredeyse her zaman mukavemetten önce gelir
Diğer elastik sabitler
Basma modülü ~110 GPa · kayma modülü ~45 GPa · Poisson 0,37 — üçü de Grade 2 verisi ve tek kaynaklı; Poisson için 0,32–0,37 aralığı da anılır, kritik hesapta teyit edin
Bauschinger etkisi
Gerdirme sonrası basma akmasında %25’e varan düşüş rapor edilmiştir. Soğuk şekillendirilmiş titanyum parçada basma yükü varsa bu gerçek bir tasarım kalemidir
Yüksek Sıcaklıkta Ne Oluyor (alaşımsız titanyum, tipik eğilim)
DEFENCE METAL
Genel davranış
Alaşımsız titanyum ısınınca hızla zayıflar ve hızla sünekleşir; bu bir sürünme alaşımı değildir. Ölçülmüş örnek (Gr 2): 20 °C’de tipik çekme ~483 MPa (70 ksi) iken 300 °C’de ~228 MPa (33 ksi)‘ya düşer — kabaca yarıya — ve aynı sıcaklıkta uzama %43’e çıkar
Kod ne diyor
Grade 1 için eğilim aynı, başlangıç seviyesi daha düşüktür; Grade 1’in yüksek sıcaklık çekme tablosu bağımsız doğrulanamadı — sayı uydurmayın. 315 °C (600 °F) üzerinde kod emniyet gerilmesi yoktur; mekanik veri 400 °C’yi gösteriyor olsa bile tasarım sıcaklığı 315 °C’de durur
Havada oksidasyon
~540 °C üzerinde alfa kabuğu oluşumu pratik bir sorun hâline gelir; 649 °C (1200 °F) üzerinde oksijen alımı malzemeyi gevrekleştirir. Oksijenli ortamda güvenli kabul edilen sınır ~371 °C (700 °F) olarak yayımlanır
~888 °C (1.630 °F ±14 °C). [D: bir kaynak aynı 1.630 °F için 881 °C yazıyor; 1.630 °F’nin tam karşılığı 888 °C’dir. Arayer içeriğine göre ±15 °C belirsizlik normaldir]. Grade 2’de ~913 °C — oksijen α fazını kararlılaştırdığı için transus yukarı kayar
Elastisite modülü
103–105 GPa[D]
Isı iletkenliği
~16–22 W/m·K[D: kaynaklar ciddi biçimde ayrışıyor — 16,4 · 20,8 · 21,8 · 22 W/m·K değerleri yayımlanmıştır; tek bir sayı yerine bandı verin]. UYARI: bazı talaşlı imalat kaynakları ~7 W/m·K der — o rakam Ti-6Al-4V içindir, alaşımsız titanyum belirgin şekilde daha iyi iletir
Isıl genleşme
8,6 × 10⁻⁶ /K (20 °C) · 8,7 × 10⁻⁶ /K (0–200 °C) · ~9,7 × 10⁻⁶ /K (500 °C). Paslanmaz çeliğin kabaca yarısı — titanyum/çelik boru levhası tasarımında bu fark doğrudan gerilme demektir
Özgül ısı · özdirenç
Özgül ısı ~520–526 J/kg·K · elektriksel özdirenç ~0,52 µΩ·m (52 µΩ·cm)(Grade 2 verisi); bir başka kaynak alaşımsız kaliteler için 54–60 µΩ·cm verir
Manyetik özellik · yüzey filmi
Manyetik değildir — MRI ekipmanı ve mayın avlama gemilerinde gerekçe budur. Yüzeyde kendiliğinden oluşan TiO₂ filmi nanometre mertebesindedir ve hasar görürse oksijen veya su varlığında milisaniyeler içinde yeniden oluşur
Isıl İşlem ve Isıl Kararlılık
ISIL İŞLEM — ŞEMATİK
DEFENCE METAL
1 · GERİLİM GİDERME
Adım
1 · GERİLİM GİDERME
Özet
Soğuk şekillendirme, doğrultma, talaşlı imalat ve kaynaktan kalan artık gerilmeleri düşürür. Tane yapısını değiştirmez, mukavemeti düşürmez.
Sıcaklık
480-595 °C ortak bant. ATI 538-593 °C · HonTitan 538-593 °C · NASA/DMIC 482-593 °C (900-1100 °F) · Corrosion Materials 482-593 °C (900-1100 °F). AYRIŞAN KAYNAKLAR: RTI/RMI Titanium Alloy Guide üst sınırı 649 °C (1200 °F), Zapp alt sınırı 450 °C verir. ORTALAMA ALINMAMIŞTIR.
Süre
30 dakika – 2 saat. ATI 30 dakika · HonTitan 30 dakika-2 saat · RTI 30-60 dakika · Zapp yaklaşık 30 dakika · NASA/DMIC 15 dakika-4 saat.
Soğutma
Havada soğutma. Corrosion Materials zorlanmış hava veya yavaş soğutma der; Zapp inert gaz veya hava der.
Sonuç sertlik
Sertlik ve mukavemet pratik olarak değişmez. Gerilim giderme bir sertleştirme kademesi DEĞİLDİR.
DEFENCE METAL
2 · TAVLAMA (MILL ANNEALING · REKRİSTALİZASYON)
Adım
2 · TAVLAMA (MILL ANNEALING · REKRİSTALİZASYON)
Özet
Soğuk deformasyonla pekleşmiş yapıyı tam rekristalize eş eksenli alfa yapısına döndürür. Şekillendirilebilirliği ve korozyon direncini geri kazandırır. Beta transusun ALTINDA kalınır.
Sıcaklık
650-760 °C ortak bant. Corrosion Materials 649-760 °C (1200-1400 °F) · HonTitan Grade 2-4 için 649-760 °C, Grade 1 için 538-704 °C · Zapp yaklaşık 700 °C · ATI 538-704 °C. AYRIŞAN KAYNAK: NASA/DMIC 704-871 °C (1300-1600 °F) verir; bu bandın üst ucu beta transusa yaklaşır. ORTALAMA ALINMAMIŞTIR.
Süre
6 dakika – 2 saat. Corrosion Materials 6 dakika-2 saat · ATI 0,5-2 saat · HonTitan 0,5-2 saat · Zapp kesit kalınlığının mm’si başına 3 dakika, en az 15 dakika.
Soğutma
Havada soğutma. NASA/DMIC hava veya fırın soğutması der. Soğutma hızı mukavemeti belirlemez; su verme ile sertleşme YOKTUR.
Sonuç sertlik
Tavlı (annealed) durum. Şartname minimumları bu duruma göre yazılmıştır.
DEFENCE METAL
3 · VAKUM veya KORUYUCU ATMOSFERDE TAVLAMA
Adım
3 · VAKUM veya KORUYUCU ATMOSFERDE TAVLAMA
Özet
Ayrı bir mukavemet kademesi değildir; 2. kademenin temiz yüzey gereken hâlidir. Alpha case oluşumunu ve hidrojen alımını önler, mevcut hidrojeni düşürür.
Sıcaklık
Tavlama bandının aynısı: yaklaşık 540-760 °C. NASA/DMIC hidrojen giderme için 538-760 °C (1000-1400 °F) verir.
Süre
NASA/DMIC 0,5 mikron vakumda 2-4 saat verir. Bu sayılar tek kaynaktan gelmektedir; bağlayıcı süre olarak yazılmamıştır.
Soğutma
Vakum veya argon altında soğutma.
Sonuç sertlik
Sertlik değişmez. NASA/DMIC bu çevrimin 550 ppm hidrojeni 25-35 ppm’e indirdiğini bildirir; vakum tavlama hidrojeni gidermenin tek pratik yoludur.
Şema şematiktir; zaman ekseni ölçekli DEĞİLDİR. Yayımlanmış bir TTT/CCT eğrisi kullanılmadığı için eğri çizilmemiştir. BU MALZEME TİCARİ SAF (alfa fazı) TİTANYUMDUR: ISIL İŞLEMLE SERTLEŞMEZ. Su verme ile sertleştirme, çözelti tavı ve yaşlandırma (H900 / H1025 benzeri) kademeleri YOKTUR. Mukavemet doğrudan OKSİJEN, DEMİR ve AZOT içeriğiyle ve soğuk deformasyon miktarıyla belirlenir. Aşağıdaki üç kademe ayrı ayrı doğrulanmıştır. Ticari saf titanyum tek fazlı alfa malzemedir. Total Materia, NASA/DMIC, RTI ve HonTitan ayrı ayrı aynı şeyi söyler: alfa ve yaklaşık-alfa alaşımlarında ısıl işlemle YÜKSEK MUKAVEMET GELİŞTİRİLEMEZ; yalnızca gerilim giderme ve tavlama yapılır. Tavlama beta transusun ALTINDA yapılır. HonTitan beta transusu Grade 1 için yaklaşık 888 °C, Grade 2 için 913 °C, Grade 3 için 921 °C, Grade 4 için 949 °C verir; Carpenter Grade 2 için 899-927 °C (1650-1700 °F) verir. Kalite bazlı tek bir sayı dört bağımsız kaynakta doğrulanamadığı için bağlayıcı olarak yazılmamıştır. Sıcak şekillendirme Carpenter’a göre ağır işlemlerde 480-540 °C’de (900-1000 °F) yapılır; Corrosion Materials 204-316 °C (400-600 °F) verir. İki kaynak ayrışıyor, ortalama alınmamıştır. HAVADA yaklaşık 590-620 °C üzerinde tavlama veya sıcak şekillendirme, görünür oksit tufalı ve içeri difüze olmuş oksijen tabakası (alpha case) üretir (RTI/RMI). Yorulma veya kırılma açısından kritik parçalarda bu tabaka mekanik (taşlama, kumlama) veya kimyasal (ergimiş alkali tufal giderme + 5:1 ilâ 10:1 HNO3-HF asitleme) yolla TAMAMEN kaldırılmalıdır. Soğutma hızı bu malzemede mukavemeti belirlemez. Sertlik değeri isteyen bir şartname geldiğinde bu kaliteler doğru seçim değildir.
Önce en önemli cümle: Grade 1 ısıl işlemle sertleştirilemez. Tek fazlı α titanyumda çözelti alma + yaşlandırma yoktur, martenzit yoktur, çökelti yoktur. Isıl işlemin üç amacı vardır ve üçü de yumuşatmak, gerilim almak ve boyut kararlılığı sağlamaktır.
Isıl İşlem · Grade 1
DEFENCE METAL
Tavlama
538–704 °C · 0,5–2 sa · havada soğutma. Fabrika tav bandı 650–760 °C olarak da anılır. β transus (~888 °C) ASLA aşılmamalıdır. Atmosfer vakum veya inert gaz olmalıdır; havada tavlama alfa kabuğu üretir ve bu kabuk sonradan kaldırılmak zorundadır — bunu hesaba katmayan bir tolerans planı işe yaramaz
Gerilim giderme
538–593 °C · ~30 dakika · havada soğutma. Kaynak sonrası, ağır talaşlı imalat sonrası ve soğuk şekillendirme sonrası uygulanır. Yasak değildir, aksine kaynaklı titanyum kaplarda önerilir
Zararlı faz penceresi
Yoktur. Nikel alaşımlarındaki σ, μ, Ni₄Mo, γ′ türü çökeltilerin titanyumda karşılığı yoktur. Grade 1’in ısıl kararlılığı, hasar mekanizması bakımından son derece basittir — tek düşman yüzeyden giren oksijen, azot ve hidrojendir
Şekillendirme
Bitiş dövme bandı 316–649 °C; derin çekme ve sıvama için ısıtma bandı 204–538 °C; β transus altında %25–40 redüksiyon mikroyapıyı düzenler. Soğuk şekillendirmede Grade 1 ailenin en iyisidir: bükme yarıçapı 1,5T–2T, ama modül düşük olduğu için geri yaylanma çelikten belirgin şekilde fazladır — kalıp tasarımında aşırı bükme payı bırakın
Alfa Kabuğu, Hidrojen ve Demir — Titanyumun Üç Gerçek Yüzey Hasarı
DEFENCE METAL
Alfa kabuğu
Havada veya oksijenli atmosferde ısıtıldığında yüzeyde oluşan oksijence zengin, sert ve gevrek α tabakası. Gri-beyaz, pudramsı ya da renkli görünür ve yorulma ömrünü ve sünekliği doğrudan öldürür. Havada tavlamada, korumasız kaynakta, sıcak dövmede, lazer/plazma kesimde ve aşırı ısınan taşlama yüzeyinde oluşur
Tek çözüm: kaldırmak
Asitleme (HF/HNO₃ karışımı) veya talaşla kaldırma. Kimyasal asitlemede HF kullanıldığı için hidrojen alımı riski doğar; banyonun nitrik/HF oranı kontrol edilmelidir
Hidrojen
Şartname tavanı %0,015 (150 ppm). Hidrojen α titanyumda çözünmez; titanyum hidrür (TiH₂) plakçıkları olarak çöker ve tokluğu düşürür. Kaynakta ıslak dolgu teli, yağlı yüzey, nemli koruyucu gaz ve HF’li asitleme banyosu başlıca kaynaklardır
Demir bulaşması
Titanyuma yapışan serbest demir, serviste lokal korozyon başlatır. Çelik tel fırça, çelik tezgâh yüzeyi, çelik kaldırma sapanı, ortak taşlama taşı — hepsi yasaktır. Titanyum atölyesi çelikten fiziksel olarak ayrılmalıdır
Kaynak
Titanyum kaynağı zor değildir; TEMİZ kaynak zordur. Grade 1 metalurjik olarak ailenin en kolay kaynaklananıdır — tek faz, sertleşme yok, ön ısıtma yok, çatlama eğilimi yok. Bütün risk tek bir yerdedir: sıvı ve sıcak titanyumun oksijeni, azotu ve hidrojeni açgözlülükle emmesi.
Kaynak · Titanyum Grade 1
DEFENCE METAL
Uygun prosesler
GTAW (TIG) baskın proses · GMAW · PAW · EBW ve LBW · nokta, dikiş ve şaplama direnç kaynağı (direnç kaynağı koruyucu atmosfer olmadan da kabul edilebilir). Örtülü elektrot (SMAW) ve tozaltı (SAW) KULLANILMAZ — cüruf ve toz nemi kaçınılmaz kirlenme demektir
Dolgu metali
AWS A5.16 ERTi-1 (W.Nr. 3.7026). Grade 2 ana metal ERTi-2 ile kaynaklanır. Kural: dolgu, ana metalle eşleşmeli ya da bir kalite ALTINDA olmalıdır — asla üstünde değil, yoksa kaynak metali ana metalden gevrek olur
Koruyucu gaz
Argon, asgari %99,995; tercihen %99,999 (5.0). Derin nüfuziyet için helyum ya da Ar-He karışımı. Hiçbir koşulda CO₂, O₂ veya H₂ içeren karışım kullanılmaz. Debi: büyük gaz mercekli torçta (No. 12–16 nozul) ~14–19 L/dak, standart No. 8 nozulda türbülansı önlemek için ~7–9,5 L/dak
Arka gaz (purge)
Boru ve tüp kaynağında ZORUNLUDUR. Boru içi tam argon purge edilir, uçlar alüminyum bantla kapatılır. Kök pasosu korumasız kalan bir titanyum boru kaynağı hurdadır — düzeltilemez, kesilip atılır
Sürükleyici koruma
Trailing shield pratikte zorunludur. Kaynak metali ve ITAB, renk almayacak kadar soğuyana dek argon altında kalmalıdır. Kısa punta dikişler dışında bu ekipmansız temiz kaynak yapılamaz
Ön ısıtma · pasolar arası gerilim giderme
Ön ısıtma yoktur ve gerekmez — sertleşen bir dönüşüm olmadığı için soğuk çatlama riski yoktur. Pasolar arası sıcaklığı düşük tutun; sayısal bir kod limiti bağımsız doğrulanamadı, sahada geçerli kural her pasodan sonra kaynağın koruyucu gaz altında renk almayacak seviyeye inmesini beklemektir. Gerilim giderme yasak DEĞİLDİR, önerilir: 538–593 °C · ~30 dakika · havada soğutma
Temizlik
“Beyaz eldiven kuralı”: önce aseton veya MEK ile kimyasal temizlik, sonra yalnızca titanyuma ayrılmış paslanmaz tel fırça veya karbür kalem. Çelikte kullanılmış hiçbir alet titanyuma dokunmaz. Elleme yalnızca temiz nitril eldivenle; dolgu teli de kullanımdan hemen önce asetonlu bezle silinir
KAYNAK RENGİ — Sahada Tek Geçerli Hızlı Kabul Kriteri
DEFENCE METAL
Parlak gümüş · açık saman
KABUL. Parlak gümüş: koruma mükemmeldi, özellikler tam. Açık saman/altın: yüzeysel hafif oksitlenme, Scotch-Brite ile alınabilir
Koyu mavi / mor
RED. Kayda değer oksitlenme, özellikler bozulmuş. Havacılık ve basınçlı ekipmanda reddedilir
Gri / beyaz pudramsı
HURDA. Bu alfa kabuğudur — gevrek, seramik benzeri bir tabaka. Temizlenmez, kesilip yeniden kaynaklanır
Üretim öncesi punta testi
Her vardiyada, üretime başlamadan önce temiz bir titanyum hurdaya birkaç punta atın. Punta parlak gümüşse devam edin. Gökkuşağı hâlesi, mavi ton veya puslanma varsa DURUN: gaz kaçağı, hatta nem ya da kötü bir gaz partisi vardır. Bu tek alışkanlık, titanyum kaynak hurdasının büyük kısmını önler
Talaşlı İmalat
Grade 1, titanyum ailesinin en zor talaşlı imalat edilen kalitesidir — ve sezgiye aykırı olduğu için sürekli yanlış planlanır. Yumuşak olması işi kolaylaştırmaz; tam tersine “sakızlaşır”: talaş kırılmak yerine takıma yapışır, yığıntı talaş (BUE) oluşturur ve yüzey kalitesini bozar. Grade 2 daha yüksek oksijeni sayesinde daha temiz talaş kırar.
Başlangıç Parametreleri (CP titanyum · aile rehberi)
DEFENCE METAL
Kesme hızı
Genel başlangıç ~55–98 m/dak (180–320 SFM) · kaba ~49–67 m/dak (160–220 SFM) · finiş ~61–91 m/dak (200–300 SFM)
Diş başına ilerleme
0,08–0,13 mm/diş (12,7 mm parmak freze). İlerlemeyi ASLA düşürmeyin — düşük ilerleme sürtünme ve pekleşme demektir
Takım ve soğutma
Keskin, pozitif talaş açılı karbür, kaplama AlTiN veya TiAlN; Grade 1’de kesme kenarının keskinliği her şeyden önemlidir — köreldiği anda malzeme ezilir. Yüksek basınçlı, takım içinden soğutma tercih edilir; taşkın soğutma kabul edilebilir, kuru kesme yapılmaz
Asla bekletmeyin
Titanyum sürtündüğü anda peklesir. Delmede her gagalamada matkabı tam geri çekin; delik dibinde bekleyen matkap orayı sertleştirir ve bir sonraki geçişte takım kırılır. Kısa takım, kısa bağlantı, rijit tezgâh — modül düşük olduğu için iş parçası da esner
YANGIN — Titanyumda Bu Bir Uyarı Değil, Bir Prosedürdür
DEFENCE METAL
Risk neyde
İnce talaş, taşlama tozu ve çapak. Kütlesel titanyum tutuşmaz; yüzey/hacim oranı yüksek malzeme tutuşur
Su KULLANMAYIN
Titanyum yangını D sınıfıdır. Su ve CO₂ yangını şiddetlendirir; kuru kum veya D sınıfı söndürücü kullanılır. Talaşı kapalı metal kaplarda toplayın; taşlama tozunu ıslak toplayıcıya vermeyin — ıslak titanyum tozu hidrojen üretir
Saf oksijen
Titanyum saf oksijende yanar. Yayımlanmış eşik: yükseltilmiş sıcaklık ve basınçta %35 üzerindeki oksijen derişiminde tutuşma riski. Oksijen servisi için titanyum teklif etmeyin
Kuru klor
Kuru klor gazında titanyum hızla korozyona uğrar ve tutuşabilir; pasifleşme için gazın ~%1 su içermesi gerekir. Klor-alkali tesislerinde kuru klor hattı titanyum için yasak bölgedir
Korozyon — Neden İyi Olduğu ve NEREDE BAŞARISIZ OLDUĞU
Titanyumun korozyon direncinin tamamı tek bir şeye bağlıdır: kendiliğinden oluşan TiO₂ pasif filmi. Bu film son derece kararlı, sıkı yapışkandır ve — kritik nokta — kendini onarır; ama yalnızca ortamda oksijen ya da su varsa. Aşağıdaki her iyi ve her kötü haber bu tek cümleden çıkar. Ortam filmi besliyorsa titanyum neredeyse dokunulmazdır; besleyemiyorsa titanyum sıradan bir aktif metaldir.
Grade 1 ile Grade 2’nin korozyon davranışı pratikte aynıdır — ikisi de aynı TiO₂ filmini kurar. Grade 1’in biraz daha düşük demiri kimi ortamlarda marjinal bir üstünlük verir; bunu bir satış argümanına çevirmeyin.
NEREDE MÜKEMMEL
DEFENCE METAL
Deniz suyu
Ailenin amiral görevi. Kirli deniz suyunda 16 yıl yüzey kondenserinde kalmış titanyum boru hafif renk değişimi dışında korozyon göstermemiştir. Genel korozyon direnci 260 °C (500 °F) seviyesine kadar yayımlanır; bir başka kaynak 315 °C (600 °F) der [D]
Yükseltgen ortamlar
Nitrik asit, kromik asit, yükseltgen klorürler, hipoklorit, ıslak klor. Bunlar filmi besler; titanyum burada 316L’i ve çoğu nikel alaşımını yener. Derişik nitrik asitte 304L’ye karşı belirgin üstünlük yayımlanmıştır
Ferrik / kuprik iyon
Titanyumda bunlar İNHİBİTÖRDÜR, tehdit değil. Fe³⁺ ve Cu²⁺ indirgeyici asitte titanyumu pasifleştirir: %20 sülfürik asitte korozyonu önlerler. Bu, nikel-molibden alaşımlarının (Hastelloy B ailesi) tam tersidir — orada aynı iyonlar arızanın birinci sebebidir. Veri sayfalarını aileler arasında kopyalayanlar bu satırı sürekli ters yazar
Klorür SCC · alkali · organikler
Sulu klorür çözeltilerinde gerilmeli korozyon çatlamasına tam dirençlidir — paslanmazda kâbus olan kaynar MgCl₂ senaryosu titanyum için sorun değildir (kıyas: AISI 316L çatlar, süper dubleks sınırlıdır). Alkali ortamlar ve organiklerin büyük kısmı sorunsuzdur; kavitasyon ve erozyon direnci yüksektir, pratik bir akış hızı sınırı yoktur
Asit Sınırları · Alaşımsız Titanyum (saf asit, inhibitörsüz)
DEFENCE METAL
Hidroklorik asit
Oda sıcaklığında ~%7’ye kadar kullanışlı direnç. Kaynamada %2 üzerinde 280 mpy (~7,1 mm/yıl) — fiilen çözülür. Ferrik iyon varsa sınır yukarı kayar
Sülfürik asit
0 °C’de ~%20 · oda sıcaklığında ~%5 · kaynamada %0,5 gibi düşük derişimde bile yüksek korozyon. Ferrik ve kuprik iyon %20’lik çözeltide korozyonu önler
Fosforik asit
Oda sıcaklığında ~%30 · 60 °C’de ~%10 · 100 °C’de ~%2. Halojenür içeren fosforik asitte bu sınırlar geçersizdir
Nitrik asit
Kaynama altındaki sıcaklıklarda tüm derişim aralığında üstün direnç. Titanyumun en güçlü olduğu asit budur — ama kırmızı dumanlı nitrik için aşağıya bakın
Hidroflorik asit
HER DERİŞİMDE, ÇOK SEYRELTİK OLSA BİLE HIZLA SALDIRIR. ÖNERİLMEZ. Flor iyonu TiO₂ filmini çözer; pasiflik diye bir şey kalmaz. Titanyumun en mutlak sınırı budur
NEREDE BAŞARISIZ — Bunu En Az İyi Haber Kadar Belirgin Yayımlayın
DEFENCE METAL
1 · Hidroflorik asit ve florürler
Mutlak yasak. Seyreltik HF bile filmi çözer. Florürlü asitleme banyoları, HF içeren proses akışları, flor kimyası — titanyum burada yoktur. Not: titanyum asitleme banyolarının kendisi HF/HNO₃ karışımıdır; kontrollü, kısa süreli ve nitrik oranı yüksek olduğu için çalışır, servis ortamı değildir
2 · İndirgeyici asitler
HCl ve H₂SO₄, yukarıdaki sınırların üzerinde. Havası alınmış, yükseltgensiz, sıcak indirgeyici asit titanyumun klasik zayıflığıdır. Doğru cevap nikel-molibden ailesi (Hastelloy B-3) ya da paladyumlu titanyum kaliteleridir (Grade 7/11/16/17)
3 · Kuru klor gazı
Hızlı saldırı ve TUTUŞMA riski. Oda sıcaklığında pasifleşme için gazda ~%1 su gerekir. Islak klor titanyum için mükemmeldir; kuru klor öldürücüdür. Klor-alkali tesislerinde en çok gözden kaçan malzeme seçimi hatası budur
4 · Hidrojen gevrekleşmesi
Üç koşul AYNI ANDA sağlanırsa gerçekleşir:(a) sıcaklık 77 °C (170 °F) üzerinde — altında hidrojen alımı pratik önemi olmayacak kadar yavaştır; (b)pH <3 veya pH >12 — arada oksit film hidrojeni geçirmez; (c) yüzeyde hidrojen üreten bir mekanizma: galvanik çift, empresli akımla katodik koruma, titanyumun kendi korozyonu veya yüzeyin dinamik aşınması. Nötre yakın tuzlu sularda −0,70 V (SCE)’den daha negatif katodik potansiyel eşik olarak verilir. Pratik sonuç: titanyumu yanlışlıkla katot yapmayın ve aşırı korumayın
5 · Aralık korozyonu — sıcaklık eşiği
Alaşımsız titanyum deniz suyunda ~82 °C (180 °F) üzerinde lokal çukurcuk ve aralık korozyonuna açıktır (bir kaynak eşiği 80 °C verir). Conta altı, boru levhası deliği, birikinti altı — klasik yerler; düşük pH eşiği daha da aşağı çeker. Sıcak tuzlu suda çözüm Grade 7 (Pd) veya Grade 12’dir
6 · Kırmızı dumanlı nitrik asit (RFNA)
Kullanılmaz — piroforik reaksiyon riski. Taneler arası saldırı ince bölünmüş metalik parçacıklar üretir; bunlar kendiliğinden tutuşabilir. Yayımlanmış tehlikeli pencere: su <%1,34 ve NO₂ >%6
7 · Susuz metanol
Gerilmeli korozyon çatlaması. Su içeriği %1,5’in altına düştüğünde alaşımsız titanyum metanolde çatlar.
8 · Saf oksijen
Titanyum saf oksijende YANAR. Yükseltilmiş sıcaklık ve basınçta %35 üzeri oksijen derişiminde tutuşma riski yayımlanmıştır. Güvenli kabul edilen sınır ~371 °C (700 °F); 649 °C (1200 °F) üzerinde oksijen alımı gevrekleştirir. Ayrıca: erimiş klorür tuz banyoları, alkali peroksit çözeltileri ve sıvı cıva içeren akışlar da yayımlanmış açık yasaklardır
10 · Galvanik çift — ters yönlü tehlike
Titanyum deniz suyunda pasiftir (~0,0 V SCE) ve kendisi saldırıya uğramaz — ama ÇİFTİN DİĞER ÜYESİNİ hızla yer bitirir. Titanyum eşanjörü karbon çeliği gövdeye, alüminyum bronza veya normal paslanmaza bağladığınızda korozyona uğrayan titanyum değil, diğer metaldir; titanyum katot alanı büyük olduğu için etki şiddetlidir. Titanyum boru + çelik boru levhası kombinasyonu klasik bir saha arızasıdır
Yükseltme Yolu — Grade 1 Yetmediğinde Doğru Cevap Nedir
DEFENCE METAL
Grade 11 (R52550)
Grade 1 + %0,12–0,25 paladyum. Grade 1’in şekillendirilebilirliğini korur, indirgeyici asit ve aralık korozyonu direncini çarpıcı biçimde yükseltir. Grade 1’in doğrudan korozyon yükseltmesi budur. Ucuz versiyonu Grade 17 (R52252): %0,04–0,08 Pd
Grade 7 (R52400)
Grade 2 + ~%0,15 Pd. Aralık korozyonu eşiğini deniz suyunda ~250 °C‘ye (pH >1 koşuluyla) taşıdığı yayımlanır; HCl’de 25 °C’de %27‘ye, H₂SO₄’te %45‘e kadar. Maliyet Grade 2’nin 2–3 katı. Ucuz versiyonu Grade 16 (%0,04–0,08 Pd, %20–35 daha ucuz); paladyum fiyatından kaçmak için Grade 26 (rutenyumlu, ASME 26H olarak onaylı) da vardır
Grade 12 (R53400)
Ti-0,3Mo-0,8Ni, paladyum yok. Sıcak klorürlü tuzlu sularda ~120 °C‘ye kadar aralık korozyonu direnci; güçlü asit direnci Grade 7’nin altındadır. Maliyet ~1,3–1,5 kat
Grade 5 DEĞİL
Mukavemet için Grade 5’e geçmek bir korozyon yükseltmesi değildir — çoğu ortamda bir DÜŞÜŞTÜR.Ti-6Al-4V indirgeyici asitlerde ve aralık korozyonunda CP kalitelerin gerisindedir, soğuk şekillendirilemez
Titanyum DEĞİL
Sıcak indirgeyici asit + yükseltgen karışımı varsa cevap nikel-krom-molibden ailesidir: C-276 veya C-22. Sıcak sülfürikte yüksek nikelli alaşım 825 değerlendirilir
Sık Sorulan Sorular
Grade 1 ile Grade 2 arasında gerçekten sadece oksijen mi var? Öyleyse neden fiyat farkı ters yönde?
Evet — şartname metninde farklı olan yalnızca iki satırdır: oksijen ve demir. Grade 1’de O ≤%0,18 ve Fe ≤%0,20; Grade 2’de ≤%0,25 ve ≤%0,30. Karbon, azot ve hidrojen tavanları birebir aynıdır ve bilinçle eklenmiş hiçbir alaşım elementi yoktur. Sonuç küçük değildir: yüzde 0,07 puanlık oksijen farkı asgari akmayı 138 MPa’dan 275 MPa’ya, kabaca iki katına çıkarır. Bedeli asgari uzamanın %24’ten %20’ye düşmesi ve bükme yarıçapının 1,5T–2T’den 2T–2,5T’ye çıkmasıdır. Fiyatın ters yönde olmasının sebebi metalurji değil, hacimdir. Grade 2 endüstriyel titanyum tüketiminin ezici çoğunluğudur ve her servis merkezinde stoktur; Grade 1 daha dar bir oksijen penceresine dökülür ve çoğu zaman daha küçük partidir. Bu yüzden kilo fiyatı sıklıkla Grade 2’nin üzerindedir, teslim süresi uzun ve kalınlık seçeneği dardır. Pratik tavsiye: gerekçe derin çekme, patlamalı kaplama, anot altlığı ya da çok sıkı bükme yarıçapı ise Grade 1 gerçek bir gerekliliktir. Gerekçe “daha saf, dolayısıyla daha iyi korozyon” ise zayıftır: iki kalite de aynı TiO₂ filmini kurar ve pratikte aynı davranır. O durumda Grade 2 daha hızlı, daha ucuz ve kod hesabında daha kullanışlıdır.
Müşteri şartnamesi “Titanyum Grade 1, ASME Bölüm VIII, 400 °C tasarım sıcaklığı” diyor. Verebilir miyiz?
Basınç taşıyan eleman olarak hayır — ve sebep metalurjik değil, bir kod limitidir. Metalurjik olarak alaşımsız titanyum 400 °C’de sorunlu değildir: faz dönüşümü yok, gevrekleşme penceresi yok, β transus çok uzakta (~888 °C). Malzeme sadece zayıflar — Grade 2 için yayımlanmış tipik veri çekmenin 20 °C’de ~483 MPa’dan 300 °C’de ~228 MPa’ya düştüğünü, uzamanın ise %43’e çıktığını gösterir. Sorun kod kapsamıdır ve tavan şaşırtıcı derecede alçaktır: 315 °C (600 °F). Bu rakam alaşımsız titanyum için tüm uygulamalarda geçerlidir — VIII Div. 1 ve Div. 2, III Sınıf 2/3, Bölüm XII. Üstünde kod emniyet gerilmesi yoktur. İkinci kapsam sorunu: bu sayfadaki kod satırlarının çoğu Grade 2 üzerinden doğrulanmıştır; Grade 1’in (R50250) aynı bölümlerde ayrı listelendiği bağımsız doğrulanamadı. Bölüm II Kısım D’de R50250 satırını sipariş öncesi teyit edin. Pratikte çoğu tasarımcı zaten Grade 2’ye geçer: 138 MPa asgari akma et kalınlığını gereksiz büyütür. Üçüncü ve en çok unutulan kalem flanşlardır. ASME B16.5 titanyumu kapsamaz. Hazır basınç–sıcaklık tablosu yoktur; titanyum flanş B16.5 ölçülerinde imal edilir ama derecelendirmesi B16.5 Ek A’ya göre hesaplanmak zorundadır. “Class 300 titanyum flanş” tek başına bir derecelendirme değildir. Gerçekçi cevaplar: tasarım sıcaklığını 315 °C’ye indirtin; mukavemet gerekçesiyle Grade 2 ya da Grade 2H‘ye geçin (2H aynı kimyayla 400 MPa asgari çekme garanti eder ve Div. 2 Sınıf 2 kuralları altında yayımlanmış bir örnekte %14 malzeme tasarrufu sağlar); ya da titanyumu kod onaylı bir taşıyıcı üzerinde basınç taşımayan astar olarak kullanın. Yapmamanız gereken, bir katalogdan “titanyum 500 °C’ye kadar iyidir” alıntılayıp bunun tasarım sıcaklığına dönüşmesine izin vermektir.
Grade 1 levhayı çelik üzerine patlamalı kaplama için istiyoruz. Neden Grade 2 değil?
Çünkü patlamalı kaplama bir şekillendirme prosesidir ve Grade 1 ailenin en şekillendirilebilir kalitesidir. İnce titanyum levha patlayıcı enerjisiyle taşıyıcı plakaya çok yüksek hızda çarptırılır; arayüzde metalurjik bağ oluşur ama bedeli çarpma bölgesinde çok yüksek lokal plastik deformasyondur. Grade 1’in asgari uzaması %24, bükme yarıçapı 1,5T–2T’dir; Grade 2 ise %20 ve 2T–2,5T ile daha sert ve dalga cephesinde çatlamaya daha yatkındır. Aynı mantık derin çekme, sıvama, plakalı eşanjör plakası presleme ve tank astarı kaplaması için de geçerlidir. Üç uyarı.(1) Kaplama sonrası taşıyıcı çeliğe gerilim giderme yapılacaksa sıcaklığın titanyum tarafı için de uygun olduğundan emin olun: 538–593 °C güvenlidir; havada yapılan 650 °C ve üzeri bir tav titanyum yüzeyinde alfa kabuğu üretir.(2) Kaplama yüzeyine hiçbir çelik alet dokunmamalıdır — serbest demir bulaşması serviste lokal korozyon başlatır. (3) Kaynak dikişleri ERTi-1 ile, tam argon koruma ve arka gaz ile yapılır; korumasız kök pasosu hurdadır, tamir edilmez. Ve dürüst olalım: parça şekillendirilmeyecekse Grade 1 için ödediğiniz prim karşılıksızdır. Düz levha, boru, flanş ve basınçlı kap işinde Grade 2 her açıdan daha iyi bir seçimdir.
Veri sayfalarında sık rastlanan hatalar — sipariş vermeden önce kontrol edin
1. “Grade 1 ile Grade 2 aynı kimyaya sahip” — YANLIŞ. İki satır farklıdır: oksijen (%0,18 / %0,25) ve demir (%0,20 / %0,30). Bu iki satır asgari akmayı iki katına çıkarır. 2. AMS-T-9046 / MIL-T-9046 “CP” numaralandırması TERSTİR.CP-4 = Grade 1, CP-3 = Grade 2, CP-1 = Grade 4. “CP-1 en saf olandır” en yaygın ve en pahalı yanlış anlamadır. 3. AMS numarası karışıklığı. Grade 1’in havacılık levha şartnamesi AMS 4940 (“25,0 ksi akma”); AMS 4901, 70 ksi akmalı Grade 4’tür; AMS 4902 Grade 2. Bazı dağıtımcı tabloları AMS 4901’i hem Grade 1’e hem Grade 4’e atayıp kendi kendisiyle çelişir. 4. Malzeme numarası üçlemesi.3.7025 = DIN 17850 Ti 1 (ana metal), 3.7024 = WL/havacılık, 3.7026 = kaynak DOLGU teli. Grade 2 tarafında aynı üçleme: 3.7035 / 3.7034 / 3.7036. 5. ASTM asgarisi ile DIN aralığı karıştırılıyor. ASTM B265 Grade 1 yalnızca Rm ≥240 MPa der; DIN Ti 1 Rm 290–410 MPa ile hem alt hem ÜST sınır koyar. ASTM’ye uygun bir döküm DIN’e uymayabilir — hem alttan hem üstten. 6. AKMA AZAMİSİ gözden kaçırılıyor. ASTM B265 Grade 1 akma 138–310 MPa‘dır; 310 MPa bir ÜST sınırdır ve uygulanır. “Yüksek mukavemetli Grade 1” diye bir ürün yoktur. 7. “Grade 1H” yoktur. ASME onaylı H kaliteleri 2H, 7H, 16H, 26H‘dir. 8. ASTM B337 hâlâ boru şartnamesi diye yazılıyor — 1997’de GERİ ÇEKİLDİ. Doğrusu B861 (dikişsiz) ve B862 (dikişli)‘dir. 9. “B16.5 Class 150 titanyum flanş” bir derecelendirme sanılıyor — DEĞİLDİR. B16.5 titanyumu kapsamaz; derecelendirme Ek A’ya göre hesaplanır. 10. Isı iletkenliği yanlış aileden kopyalanıyor.~7 W/m·K rakamı Ti-6Al-4V içindir; alaşımsız titanyum için yayımlanan bant ~16–22 W/m·K‘dir [kaynaklar 16,4 · 20,8 · 21,8 · 22 değerlerinde ayrışıyor]. 11. Ferrik ve kuprik iyonlar tehdit sanılıyor — titanyumda İNHİBİTÖRDÜR. Fe³⁺ ve Cu²⁺ indirgeyici asitte titanyumu pasifleştirir; bu, Hastelloy B ailesinin tam tersidir. 12. “Titanyum korozyona uğramaz” — YANLIŞ ve tehlikeli.HF’de her derişimde çözülür, kuru klorda tutuşur, saf oksijende yanar, susuz metanolde çatlar, RFNA’da piroforik ürün verir, 77 °C üzerinde katodik yükleme altında hidrojenle gevrekleşir, 82 °C üzeri deniz suyunda aralık korozyonuna uğrar. 13. Sertlik ölçeği ve karbon tavanı. Grade 1 ~70 HRB (~120 HV)‘dir; “70”i HRC okuyan saçma bir sonuca varır. Ayrıca karbon tavanı sık sık %0,10 yazılır — güncel ASTM B265 değeri %0,08‘dir. 15. Isıl işlemle sertleştirme teklif ediliyor.Grade 1 tek fazlı α titanyumdur; sertleştirilemez. Yüzey sertliği için yol anodizasyon, nitrürleme veya kaplamadır. 16. Modül çeliğinki gibi varsayılıyor.103–105 GPa, yani çeliğin kabaca yarısı — aynı kesitte iki kat sehim. Titanyum tasarımında rijitlik neredeyse her zaman mukavemetten önce gelir.
