Do you know how many types of titanium alloys are there?
Pure Titanium, From Grade 1 to Grade 4
الصف 1
إنها الدرجة الأولى من أربع درجات من التيتانيوم النقي صناعيًا. إنها أنعم هذه الدرجات وأكثرها مرونة. إنه يوفر أقصى قابلية للتشكيل، ومقاومة ممتازة للتآكل وصلابة عالية التأثير. الدرجة 1 هي المادة المفضلة لأي تطبيق يتطلب سهولة التشكيل ويشيع استخدامها لوحة التيتانيوم و أنابيب التيتانيوم.
الصف 2
نظرًا لتنوعه وتوافره على نطاق واسع، يُعرف التيتانيوم من الدرجة الثانية باسم "العمود الفقري" لصناعة التيتانيوم النقي التجارية. يتمتع بالعديد من الصفات نفسها التي يتمتع بها التيتانيوم من الدرجة الأولى، ولكنه أقوى قليلاً. كلاهما متساويان في مقاومة التآكل. يوفر هذا الصف قابلية لحام جيدة وقوة وليونة وقابلية للتشكيل. وهذا يجعل قضبان وألواح التيتانيوم من الدرجة الثانية الخيار الأول للعديد من التطبيقات مثل البناء وتوليد الطاقة والصناعة الطبية.
الصف 3
هذا الصف هو الأقل استخدامًا من درجات التيتانيوم النقي تجاريًا، لكن هذا لا يجعله أقل قيمة. الدرجة 3 أقوى من الدرجة 1 و 2، وتتشابه في الليونة وأقل قابلية للتشكيل قليلاً – لكنها تمتلك آليات ميكانيكية أعلى من سابقاتها. يتم استخدام الدرجة 3 في التطبيقات التي تتطلب قوة متوسطة ومقاومة أولية للتآكل، مثل الفضاء الجوي والمعالجة الكيميائية والصناعات البحرية وما إلى ذلك.
الصف 4
ويعتبر أقوى الأنواع الأربعة من التيتانيوم النقي تجاريًا. وهي معروفة أيضًا بمقاومتها الممتازة للتآكل وقابلية التشكيل الجيدة وقابلية اللحام. يستخدم في بعض مكونات جسم الطائرة والأوعية المبردة والمبادلات الحرارية وغيرها من التطبيقات التي تتطلب دقة عالية.
Common Titanium Alloys
At room temperature, titanium alloys have three matrix structures, andtitanium alloys are divided into the following three categories: Alpha Alloys, Alpha-Beta Alloys, and Beta Alloys.
1. α Titanium Alloys
Commercially pure titanium and alpha alloys of titanium are non-heat treatable and have very good welding characteristics.
Forms Available:
Bar, Forgings, Plate, Sheet Extrusions
It is a single-phase alloy composed of α-phase solid solution. Whether it is at room temperature or at a higher practical application temperature, it is α-phase, with a stable structure, higher wear resistance than pure titanium, and strong oxidation resistance.
At a temperature of 500 ℃ ~ 600 ℃, it still maintains its strength and creep resistance, but can not be strengthened by heat treatment, and the strength at room temperature is not high.
2. β Titanium Alloys
Titanium Beta or near Beta Alloys are:
Fully heat treatable Generally weldable
Capable of high strengths Possess good creep resistance up to intermediate temperatures
In the solution-treated condition, excellent formability can be expected from Beta Alloys
Common Titanium Beta Alloys include:
درجة 5 – 6Al-4V
Titanium Grade 5 is the most commercially available of all titanium alloys. It offers an excellent combination of high strength and toughness. Grade 5 titanium has good welding and fabrication characteristics.
- High Strength Titanium
- Heat Treatable
- Good Ductility
- Good Fabricability
- Good Weldability
Grade 5 accounts for 50% of the world’s total titanium consumption. Its usability lies in its many benefits. Ti6Al-4V can be heat treated to increase its strength. It can be used in welded structures at service temperatures up to 600°F. The alloy combines high strength with light weight, useful formability and high corrosion resistance. The availability of Ti6AI-4V makes it the best alloy for use in multiple industries such as aerospace, medical, marine and chemical processing industries.
الصف 9 – 3Al-2.5V
وهي مصنوعة من التيتانيوم النقي مع إضافة حوالي 3٪ من الألومنيوم وحوالي 2.5٪ من الفاناديوم. تتمتع هذه السبيكة عمومًا بمقاومة ممتازة للتآكل وقوة عالية وخصائص لحام جيدة. تُستخدم سبائك التيتانيوم Gr9 على نطاق واسع في مجال الطيران وبناء السفن والمعدات الكيميائية وغيرها من المجالات، خاصة حيث تكون المواد عالية الأداء مطلوبة في درجات الحرارة العالية والبيئات المسببة للتآكل. إن خصائص سبائك التيتانيوم Gr9 تجعلها مادة هيكلية مثالية يمكن استخدامها لتصنيع مجموعة متنوعة من الأجزاء والمكونات.
الصف 23 – 6Al-4V ELI
Ti 6AL-4V ELI or Grade 5 ELI grade is a higher purity form of Ti 6Al-4V. It can be made into coils, strands, wires or flat wires. It is the first choice for any situation where high strength, light weight, good corrosion resistance and high toughness are required. It has excellent damage tolerance to other alloys. These advantages make Ti 6Al-4V ELI grade the ultimate dental and medical titanium grade. Due to its biocompatibility, good fatigue strength and low modulus, it can be used in biomedical applications such as implantable components.
It is a single-phase alloy composed of a β-phase solid solution, which already has high strength before heat treatment. After quenching and aging, the alloy is further strengthened, and the room temperature strength can reach 1372 ～ 1666 MPa. However, its thermal stability is poor, so it is not suitable for use at high temperatures.
3. （ α + β）Titanium Alloys
Titanium Alpha Beta alloys are heat treatable and most of them are also weldable. The typical properties of Titanium Alpha Beta Alloys are:
Medium to high strength levels;
High temperature creep strength is not as less than most alpha alloys;
Limited cold forming but hot forming qualities are normally good;
The most commonly used Titanium Alpha Beta Alloy is Ti 6Al-4V. Titanium 6Al-4V has been developed in many variations of the basic formulation for numerous and widely differing applications.
الصف 7
Grade 7 Titanium contains 0.12 to 0.25%palladium. The small quantity of palladium added gives it enhanced crevice corrosion resistance at low temperatures and high pH.
ميكانيكيًا وفيزيائيًا، نفس الدرجة الثانية، باستثناء أنه تمت إضافة عنصر البلاديوم الخلالي لجعله سبيكة. توفر الدرجة 7 قابلية لحام وقابلية تشغيل ممتازة وهي الأكثر مقاومة للتآكل بين جميع سبائك التيتانيوم. لذلك يتم استخدامه بشكل رئيسي كمكونات في العمليات الكيميائية ومعدات الإنتاج.
الصف 12 – Ti-0.3-Mo-0.8Ni
Titanium Grade 12 alloy is similar to Titanium Grades 2 and 3 except that Titanium Grade 12 has 0.3% molybdenum and 0.8% nickel. This offers enhanced corrosion resistance.
Applications:
Chemical processing, Desalination, Power generation, Industrial Standards
Forms Available
Tube, ASME SB-338
الصف 11 – Ti-0.15Pd
يشبه إلى حد كبير الدرجة الأولى، إلا أنه يتم إضافة كمية صغيرة من البلاديوم لتعزيز مقاومة التآكل، مما يجعله سبيكة. يمكن استخدام مقاومة التآكل هذه لمنع تآكل الشقوق وتقليل الأحماض في بيئات الكلوريد. وتشمل الخصائص المفيدة الأخرى الليونة المثالية، وقابلية التشكيل على البارد، والقوة المفيدة، ومتانة التأثير، وقابلية اللحام الممتازة. يمكن استخدام هذه السبيكة في نفس تطبيقات التيتانيوم مثل الدرجة الأولى، خاصة عندما يكون التآكل مطلوبًا.
Titanium Grade 11 has similar physical and mechanical properties to Titanium CP Grade 2.
- Excellent Weldability Titanium
- Excellent Fabricability
- Physical Properties Similar to CP Grade 2
- Mechanical Properties Similar to CP Grade 2
- Highly resistant to corrosion
It is a two-phase alloy with good comprehensive properties, good structural stability, good toughness, good plasticity, and high-temperature deformation properties, which can be processed by hot pressure, quenched, and aged to strengthen the alloy.
The strength after heat treatment is about 50% to 100% higher than that of the annealed state. This alloy has high high-temperature strength and can work for a long time at a temperature of 400 ° C to 500 ° C, and its thermal stability is inferior to that of alpha titanium alloy.
Among the3 types of titanium alloys we mentioned above, the most commonly used are alpha titanium alloy and alpha+beta titanium alloy; alpha titanium alloy has the best machinability, followed by alpha+beta titanium alloy, and beta titanium alloy is the worst.