Lega di titanio TA9 (Ti-0.2Pd): proprietà, resistenza alla corrosione e usi

Cos'è la lega di titanio TA9 (Ti-0.2Pd)?

TA9 è un grado di titanio non legato modificato con una piccola aggiunta di palladio, nominalmente lo 0,2% in peso. La designazione è elencata in GB/T 3620.1 insieme agli altri gradi di titanio cinesi e corrisponde ai gradi di titanio non legato con palladio-specificati a livello internazionale, dove l'intervallo di palladio è fissato allo 0,12-0,25% e il materiale viene fornito come foglio, striscia, piastra, barra e tubo secondo gli standard di prodotto pertinenti come ASTM B265, ASTM B348 e ASTM B338.

L'aggiunta di palladio è ciò che distingue questo grado dal titanio commercialmente puro. Il palladio è un metallo nobile, quindi anche pochi decimi di percentuale spostano il potenziale di corrosione della superficie nella direzione nobile e stabilizzano la pellicola di ossido passivo negli acidi riducenti dove altrimenti il ​​titanio non legato si decomporrebbe. Il metallo di base fornisce ancora il profilo fisico che rende innanzitutto attraente il titanio: un punto di fusione elevato, un comportamento non-magnetico, un basso coefficiente di dilatazione termica, un'elevata resistenza specifica, ovvero forza divisa per densità, e un'elevata rigidità specifica, ovvero modulo elastico diviso per densità.

Composizione chimica ed equivalenza di grado

Poiché l'intervallo del palladio è ristretto, il grado offre un comportamento elettrochimico coerente da calore a calore, il che è importante negli impianti chimici dove i limiti di corrosione vengono calcolati in base ai tassi di corrosione pubblicati.

Resistenza alla corrosione nei mezzi riducenti

Gli ambienti di servizio primari per TA9 sono acido cloridrico diluito, acido solforico diluito e acido fosforico diluito. In questi acidi riducenti l'aggiunta di palladio aumenta il potenziale di corrosione abbastanza da mantenere intatta la pellicola protettiva, mentre il titanio non legato può subire un attacco generale o localizzato. Il grado è ampiamente utilizzato anche nelle apparecchiature in titanio per prevenire la corrosione interstiziale, dove la geometria limita l'apporto di ossigeno al giunto e le pellicole passive normalmente faticano a ripararsi.

La lega resiste inoltre alla bio-aggressione, il che la rende adatta per apparecchiature esposte a flussi di processo biologici o leggermente contaminati. Poiché la resistenza alla corrosione deriva da una piccola aggiunta di lega anziché da una grande aggiunta, le proprietà meccaniche, la densità e l'espansione termica rimangono vicine a quelle del titanio non legato, quindi i progetti esistenti possono solitamente essere rivalutati anziché riprogettati.

Proprietà meccaniche e fisiche tipiche

Resistenza alla trazione, nastro ricotto: normalmente 345 MPa minimo.

Carico di snervamento, nastro ricotto: tipicamente 275 MPa minimo.

Allungamento nastro ricotto: tipicamente 20% minimo.

Modulo elastico: circa 102 GPa, che conferisce elevata rigidità specifica.

Densità: circa 4,51 g/cm3, conferendo elevata resistenza specifica.

Punto di fusione: circa 1.668 gradi; il materiale non è-magnetico.

Coefficiente di dilatazione termica: basso, circa 8,6 x 10-6 per K a temperatura ambiente.

Questi valori sono tipici del palladio ricotto-con titanio non legato e devono essere sempre confermati rispetto alle specifiche di acquisto per l'esatta forma e condizione del prodotto.

Forme, fabbricazione e aree di applicazione

Il TA9 è prodotto sotto forma di lamiera, piastra, barra, filo e tubo e si fabbrica in modo molto simile al titanio non legato: può essere formato a freddo, lavorato e saldato, sebbene l'assorbimento di ossigeno e azoto durante la lavorazione a caldo e la saldatura debba essere escluso perché entrambi gli elementi infragiliscono la fase alfa.

Scambiatori di calore a tubi, condensatori e altre apparecchiature a fascio tubiero-e-che gestiscono acidi riducenti diluiti.

Filiere tessili e componenti di precisione che richiedono capillari fini-resistenti alla corrosione.

Apparecchiature per processi chimici, recipienti e tubazioni interne esposte a flussi di acidi diluiti.

Giunti, guarnizioni ed elementi di fissaggio nel servizio con cloruro dove la corrosione interstiziale è il fattore determinante della progettazione.

Domande frequenti

D: Cosa significa 0,2 Pd nella lega di titanio TA9?
Ciò significa che il grado comporta un'aggiunta nominale di palladio pari allo 0,2% in peso, con un intervallo specificato compreso tra 0,12 e 0,25%, aggiunto al titanio non legato per migliorare la resistenza alla corrosione.

D: Perché il palladio migliora la resistenza alla corrosione del titanio?
Il palladio è un metallo nobile. Sposta il potenziale di corrosione della superficie nella direzione nobile e stabilizza la pellicola di ossido passivo, quindi il metallo sopravvive negli acidi riducenti che attaccherebbero il titanio non legato.

D: Con quali acidi viene utilizzata la lega di titanio TA9?
È specifico principalmente per acido cloridrico diluito, acido solforico diluito e acido fosforico diluito e per apparecchiature in cui è necessario prevenire la corrosione interstiziale nei flussi contenenti cloruro.

D: L'aggiunta di palladio modifica le proprietà meccaniche?
Solo marginalmente. Resistenza, duttilità, rigidità, densità ed espansione termica rimangono simili a quelle del titanio non legato, quindi il vantaggio principale è la prestazione alla corrosione piuttosto che la prestazione meccanica.

D: In quali forme di prodotto viene fornito TA9?
Fogli, piastre, barre, fili e tubi, generalmente conformi agli standard di prodotto internazionali che riguardano il palladio-con titanio non legato in ciascuna di queste forme.

D: A cosa serve TA9 nelle apparecchiature per il trasferimento di calore?
È una scelta comune per gli scambiatori di calore a tubi e i condensatori che gestiscono acidi riducenti diluiti, poiché l'aggiunta di palladio previene l'attacco localizzato che riduce la durata dei tubi in titanio semplici.