Tubo in lega di titanio TA18 (Ti-3Al-2.5V): proprietà, lavorazione e applicazioni

Cos'è il tubo in lega di titanio TA18?

TA18 è la designazione cinese per la lega di titanio quasi-alfa Ti-3Al-2,5V, sviluppata dal sistema di leghe Ti-6Al-4V (TC4) ma con un contenuto ridotto di alluminio e vanadio per migliorare la formabilità a freddo e la saldabilità. Nelle specifiche internazionali la stessa composizione è nota come Grado 9 (UNS R56320). I tubi TA18 combinano una resistenza a temperatura ambiente e a temperature elevate superiore di circa il 20-50% rispetto al titanio commercialmente puro con prestazioni di formatura a freddo e saldatura significativamente migliori rispetto alla lega TC4.

Composizione chimica e progettazione delle leghe

La lega contiene nominalmente il 3% di alluminio e il 2,5% di vanadio, con la parte restante di titanio. L'alluminio stabilizza la fase alfa e fornisce un solido-rafforzamento della soluzione; il vanadio stabilizza la fase beta e migliora la lavorabilità. Poiché l'aggiunta totale di lega è inferiore rispetto a Ti-6Al-4V, TA18 mantiene una microstruttura fine quasi alfa allo stato ricotto, conferendogli un'interessante combinazione di resistenza media, duttilità e resistenza alla tensocorrosione.

Proprietà meccaniche e confronto

I valori per TA18 si basano sui requisiti dei tubi ASTM B861 Grado 9. Il confronto mostra perché viene scelto il TA18 quando è necessaria una resistenza maggiore rispetto al titanio CP ma la parte deve ancora essere formata o saldata senza difficoltà.

Applicazioni

Il tubo senza saldatura TA18 è ampiamente utilizzato nei sistemi idraulici, di carburante e pneumatici aerospaziali che operano fino a circa 315 gradi C, dove la resistenza alla pressione, la leggerezza e l'integrità delle perdite sono importanti. I componenti tipici includono linee idrauliche di aeromobili, tubazioni del motore e tubi strutturali leggeri. Al di fuori del settore aerospaziale, il tubo TA18 viene utilizzato per telai di biciclette, strumentazione marina, linee di lavorazione chimica e altre applicazioni che richiedono un tubo in titanio saldabile,-resistente alla corrosione e di media-resistenza.

Elaborazione e fabbricazione

Lavorazione e formatura a freddo

TA18 può essere lavorato e formato a freddo. Nel pilgering e nella trafilatura a freddo, la velocità di avanzamento, la velocità di laminazione e l'attrito devono essere bilanciati: un avanzamento eccessivo aumenta il carico di formatura e può causare fessurazioni o piegature, mentre una velocità di laminazione più elevata riduce le componenti di deformazione e il carico verticale. Per i tubi a pareti spesse- soggetti a difetti superficiali interni, si consiglia generalmente una condizione di attrito leggermente superiore per controllare la distribuzione dello spessore delle pareti.

Finitura superficiale

La rettifica elettrolitica-di compositi magnetici è un metodo di finitura efficace per le superfici dei tubi TA18. In condizioni controllate, bave e graffi vengono rimossi e la ruvidità superficiale può essere ridotta da circa Ra 1,6 um a Ra 0,13 um, migliorando le prestazioni alla fatica e la resistenza alla corrosione. I tubi finiti vengono generalmente forniti decapati, lucidati o passivati.

Saldatura

TA18 si salda facilmente con la saldatura ad arco di tungsteno a gas utilizzando un riempitivo corrispondente, con schermatura in argon su entrambi i lati per prevenire la contaminazione da ossigeno e azoto. La ricottura post-saldatura viene applicata quando è richiesta la massima duttilità.

Standard ed equivalenti

Cina: TA18 per GB/T 3625 e GB/T 12969.

Internazionale: Grado 9 secondo ASTM B861 (tubo senza saldatura), ASTM B338 (tubo saldato), ASTM B862 (tubo saldato di grande-diametro).

Aerospaziale: AMS 4943 (tubi idraulici), AMS 4944.

UN: R56320.

Domande frequenti

TA18 è uguale al titanio grado 9?

SÌ. TA18 è la designazione cinese per Ti-3Al-2.5V, che corrisponde al Grado 9 (UNS R56320) nelle specifiche ASTM e AMS.

Qual è la temperatura massima di servizio del tubo TA18?

I componenti TA18 sono comunemente progettati per funzionare fino a circa 315 gradi C, dove la lega conserva robustezza utile e resistenza all'ossidazione.

Perché scegliere TA18 invece di TC4 (Ti-6Al-4V)?

TA18 offre una migliore formabilità e saldabilità a freddo rispetto al TC4, fornendo allo stesso tempo una resistenza superiore di circa il 20-50% rispetto al titanio puro; Il TC4 è preferito solo dove è richiesta la massima resistenza e la complessità della formatura è bassa.

È possibile saldare il tubo TA18?

SÌ. TA18 ha una buona saldabilità utilizzando GTAW con schermatura in argon; la ricottura post-saldatura è consigliata quando è necessaria la massima duttilità.

Quali finiture superficiali sono disponibili per il tubo TA18?

Sono disponibili finiture decapate, lucide, passivate e rettificate appositamente; la macinazione magnetica elettrolitica-può raggiungere valori Ra fino a circa 0,13 um.

Quali standard regolano la fornitura del tubo TA18?

A livello internazionale, ASTM B861 e ASTM B338 regolano rispettivamente i tubi senza saldatura e quelli saldati, con AMS 4943 per i tubi idraulici aerospaziali; in Cina si applica GB/T 3625.