Qual è la differenza tra titanio di grado 1 e grado 2?

Quando si tratta di produzione ad alta tecnologia-dai telai degli aerei a quelli delle auto da corsa, il titanio è difficile da battere e i gradi 1 e 2 sono due delle varianti più-utilizzate. Entrambe appartengono al gruppo delle leghe commercialmente pure, ma piccole differenze nella composizione chimica determinano chiari contrasti in termini di resistenza, resistenza alla corrosione e formabilità. Conoscendo il funzionamento di questi fattori sottili ma significativi, i progettisti e gli acquirenti possono indirizzare i loro progetti verso il grado che fornisce esattamente ciò che è necessario-senza spendere troppo per materiale più resistente di quanto richiesto dal lavoro. Le domande che emergono ripetutamente riguardano la combinazione di purezza, comportamento meccanico e comportamento nel mondo reale-che distingue il Grado 1 dal Grado 2.

ASTM International ha creato per prima le etichette di classificazione in modo che gli ingegneri potessero abbinare rapidamente il comportamento dei metalli a un compito particolare. Lo schema suddivide il titanio in gruppi che condividono caratteristiche chimiche e prestazionali simili, eliminando congetture quando si acquistano parti da fornitori diversi. Poiché i gradi 1 e 2 contengono pochissimi elementi leganti, rientrano entrambi nella categoria commercialmente pura e garantiscono grande saldabilità ed elevata resistenza all'aria marina, al cloro e a una serie di prodotti chimici industriali.

La differenza fondamentale tra i gradi di titanio commercialmente puri è la quantità di ossigeno che contengono e il modo in cui l'ossigeno extra modifica il loro comportamento quando vengono trafilati, piegati o saldati. Il titanio di grado 1 ha la minima quantità di ossigeno, all'incirca tra lo 0,10 e lo 0,18%, quindi rimane molto morbido e facile da lavorare. Il grado 2 trasporta un po' più di ossigeno, solitamente tra lo 0,15 e lo 0,25%, aggiungendo un piccolo aumento di forza. Sebbene questi numeri sembrino da vicino, l’ossigeno extra rimodella la duttilità dei metalli, la resistenza complessiva e persino il modo in cui rispondono ai metodi di formatura comuni.

Composizione in titanio grado 1:

·Azoto: 0,03% massimo

·Carbonio: 0,08% massimo

·Idrogeno: 0,015% massimo

·Ferro: 0,20% massimo

·Ossigeno: 0,18% massimo

·Titanio: equilibrio

Composizione in titanio grado 2:

·Azoto: 0,03% massimo

·Carbonio: 0,08% massimo

·Idrogeno: 0,015% massimo

·Ferro: 0,30% massimo

·Ossigeno: 0,25% massimo

·Titanio: equilibrio

Poiché i livelli di ossigeno sono strettamente controllati, ogni grado si comporta in modo ripetibile. Il grado 1 eccelle nei lavori che richiedono estrema piegabilità, come parti imbutite profonde o tubi a pareti sottili-. Il grado 2, con una resistenza extra appena sufficiente, mantiene l'eccellente resistenza alla corrosione che gli ingegneri si aspettano dal titanio, tendendo anche ad essere più tollerante nei tipici processi di saldatura e lavorazione.

L'esame delle proprietà meccaniche del titanio di grado 1 e 2 mostra chiaramente come i loro punti di forza e di debolezza guidino la scelta del materiale nella progettazione ingegneristica.

Titanio grado 1:

·Resistenza alla trazione minima 240 MPa

·Carico di snervamento minimo 170 MPa

·Allungamento minimo 24%.

·Densità 4,51 g cm3.

Titanio grado 2:

·Resistenza alla trazione minima 345 MPa

·Carico di snervamento minimo 275 MPa

·Allungamento minimo 20%.

·Densità anche 4,51 g cm3

Poiché il Grado 2 ha quasi il 44% in più di resistenza alla trazione e circa il 62% in più di resistenza allo snervamento, può sopportare carichi più pesanti rispetto al Grado 1 sacrificando solo modestamente la duttilità. Tuttavia il Grado 1 offre un allungamento maggiore, il che significa che le parti realizzate con esso possono essere allungate o piegate ulteriormente senza rompersi. Poiché entrambi i gradi hanno lo stesso peso, gli ingegneri non devono barattare la robustezza con il peso nelle applicazioni in cui ogni grammo conta.

Il settore aerospaziale richiede materiali che combinino eccezionali rapporti-in-peso con resistenza alla corrosione e stabilità alla temperatura. Il titanio di grado 2 trova ampio utilizzo nelle applicazioni aerospaziali grazie alle sue proprietà meccaniche migliorate e alle prestazioni comprovate.

Applicazioni aerospaziali primarie:

Componenti del motore dell'aereo

Elementi strutturali della cellula

Componenti del carrello di atterraggio

Parti del sistema idraulico

Elementi di fissaggio e connettori

Le caratteristiche di resistenza superiori del titanio di grado 2 lo rendono adatto per applicazioni strutturali in cui i carichi meccanici sono significativi. L'eccellente resistenza alla fatica del materiale, con una resistenza alla fatica generalmente compresa tra 300 e 400 MPa, garantisce prestazioni affidabili in condizioni di carico ciclico comuni negli ambienti aerospaziali.

Le prestazioni in termini di temperatura sono un'altra preoccupazione fondamentale ogni volta che i componenti volano attraverso la stratosfera. Il titanio di grado 2 preserva la sua resistenza e rigidità fino a circa 300°C, che è abbastanza caldo per ospitare numerose borse del motore e altri pannelli che catturano il calore aereo durante la salita e la crociera.

Il mondo degli sport motoristici richiede molte delle stesse caratteristiche del settore aerospaziale:-leggerezza, forza bruta e-solida affidabilità-quindi il titanio è diventato un punto fermo.

Titanio grado 1 negli sport motoristici:

·Componenti del sistema di scarico

·Scudi termici e pannelli protettivi

·Elementi decorativi

·Parti fabbricate su misura che richiedono una formatura complessa

Titanio grado 2 negli sport motoristici:

·Componenti delle sospensioni

·Elementi del telaio

·Interni del motore

·Fissaggi ad alta-sollecitazione

Poiché il Grado 1 è così facile da realizzare, brilla in-costruzioni uniche che caratterizzano il motorsport. La sua delicata duttilità accoglie curve strette senza screpolature; una qualità su cui gli artigiani si affidano quando danno forma a pezzi che devono superare severi test in pista.

Il grado 2, al contrario, offre un metallo leggermente più pesante ma una resistenza molto maggiore, quindi i team lo utilizzano dove ogni grammo conta ma il fallimento non può essere tollerato. Un montante in titanio di grado 2, ad esempio, può ridurre 45 della massa del suo cugino in acciaio e comunque scrollarsi di dosso le forze che fanno leva su un volante da corsa.

Sia il titanio di grado 1 che quello di grado 2 respingono la ruggine e le vaiolature meglio di quasi qualsiasi altro metallo che si possa nominare, anche in ambienti difficili. Questa durabilità deriva da una sottile pellicola di ossido auto- riparatrice che il materiale genera non appena l'aria o l'ossigeno lo sfiorano.

Nella maggior parte delle condizioni previste, i due gradi si comportano più o meno allo stesso modo:

·Esposizione costante all'acqua di mare o alla nebbia salina

·Impianti chimici che spruzzano o versano liquidi aggressivi

·Aria ad alta-temperatura che tende a consumare le leghe più deboli

·Pioggia ordinaria e atmosfera industriale, anno dopo anno

Queste caratteristiche riducono le riparazioni e le ispezioni e consentono alle parti di continuare a funzionare molto tempo dopo che potrebbero rompersi in acciaio o alluminio. Questa longevità è particolarmente gradita nel settore aerospaziale e degli sport motoristici, dove sostituire una staffa nascosta è raramente facile.

Siamo un produttore ed esportatore leader specializzato in prodotti in titanio e leghe di titanio. La nostra azienda è impegnata a fornire una gamma completa di soluzioni in titanio di alta-qualità per settori globali esigenti come quello aerospaziale, della lavorazione chimica, medico, dell'ingegneria navale, della produzione di energia e delle attrezzature sportive.

Il nostro principale portafoglio di esportazioni comprende l’intera gamma di prodotti in titanio lavorato, tra cui:

Tubi e tubazioni in titanio: dai tubi in titanio-a parete sottile di precisione per scambiatori di calore ai robusti tubi in titanio-a parete spessa per applicazioni ad alta-pressione.

Piastre e fogli di titanio: forniti come piastre di titanio per costruzioni pesanti-e fogli di titanio/fogli di titanio per una produzione precisa.

Barre e aste in titanio: Forniamo barre in titanio, aste in titanio e fili in titanio in vari diametri e finiture.

Elementi di fissaggio in titanio: una gamma completa di elementi di fissaggio in titanio inclusi bulloni, dadi e prigionieri.

Elaboriamo con perizia tutti i gradi più comuni per soddisfare diversi requisiti operativi, tra cui:

Titanio commercialmente puro: Gr1, Gr2

Leghe di titanio: Gr5 (Ti-6Al-4V), Gr7, Gr9 (Ti-3Al-2.5V), Gr12

La nostra produzione e garanzia di qualità aderiscono rigorosamente agli standard internazionali come ASTM B265, ASTM B337, ASTM B338, ASTM B348, ASME SB-363 e AMS 4902, garantendo prestazioni superiori, eccellente resistenza alla corrosione e un elevato rapporto resistenza-peso in ogni prodotto.

Sfruttando la nostra avanzata esperienza nella produzione e i rigorosi controlli di qualità, siamo il tuo partner globale di fiducia per materiali in titanio affidabili e ad alte-prestazioni.