Il-Prestazzjoni tas-Saħħa u l-Ebusija tat-Titanju Kummerċjalment Pur u l-Idoneità tiegħu għal Applikazzjonijiet Strutturali ta' -Tagħbija Tqil
It-titanju kummerċjalment pur (CP-Ti, tipikament ikklassifikat fi gradi bħall-Grad 1 sa Grad 4 ibbażat fuq il-kontenut ta' impurità u l-livell ta' ossiġnu) juri profil ta' saħħa u ebusija distint li jvarja skont il-grad tiegħu.
F'termini ta'ebusija, kif-fondut jew ittemprat CP-Ti ġeneralment ikollu ebusija Brinell (HB) li tvarja minn 80 sa 150. Il-Grad 1 (l-iktar grad duttili u l-inqas-saħħa) għandu HB ta' madwar 80–100, filwaqt li l-Grad 4 (l-ogħla grad ta' saħħa kummerċjali{{9}) 130–150, li huwa notevolment aktar baxx minn dak ta '-azzar ta' saħħa għolja (eż., azzar liga imkessaħ u ttemprat b'HB li spiss jaqbeż it-300) jew ligi tat-titanju (bħal Ti-6Al-4V b'HB madwar 300).
Għalsaħħa tat-tensjoni, Grad 1 CP-Ti għandu saħħa ta' rendiment ta' madwar 170–240 MPa u saħħa tat-tensjoni aħħarija ta' 240–300 MPa; Grad 4 CP-Ti, b'kontenut ogħla ta' ossiġnu (element ta' tisħiħ tas-soluzzjoni solida-), jikseb saħħa ta' rendiment ta' 480–550 MPa u saħħa tat-tensjoni aħħarija ta' 550–620 MPa. Madankollu, anke l-aktar grad kummerċjali ta' titanju pur ma jilħaqx ir-rekwiżiti mekkaniċi ta' strutturi ta' tagħbija-tqal. Komponenti ta' tagħbija tqila-(eż., travi tal-pont, frejms ta' makkinarju tqil, strutturi li jġorru t-tagħbija prinċipali aerospazjali-) tipikament jitolbu saħħiet ta' rendiment ogħla minn 600 MPa u reżistenza eċċellenti għall-għeja taħt tagħbijiet ċikliċi. Is-saħħa assoluta relattivament baxxa ta 'CP-Ti, flimkien mal-modulu elastiku aktar baxx tagħha (madwar 110 GPa, bejn wieħed u ieħor nofs dak tal-azzar), twassal għal deformazzjoni elastika eċċessiva taħt tagħbijiet tqal, li tikkomprometti l-istabbiltà strutturali u l-eżattezza dimensjonali. Għalhekk,titanju kummerċjalment pur ma jistax jissodisfa t-talbiet ta '-applikazzjonijiet strutturali ta' tagħbija tqila; minflok, ligi tat-titanju (eż., Ti-6Al-4V b'saħħa ta' rendiment fuq 860 MPa) jew azzar b'saħħa għolja huma preferuti għal xenarji bħal dawn.
Plastiċità, Toughness tat-Titanju Kummerċjalment Pur u l-Imġieba tal-Fraġilità tiegħu f'Temperaturi Baxxi
It-titanju kummerċjalment pur jiftaħar eċċellentiplastikità u toughnessfil-firxa ta' servizz tat-temperatura ambjentali-tagħha. Fl-istat ittemprat, Grad 1 CP-Ti jista 'jikseb elongazzjoni f'waqfa ta' 20%-30% u tnaqqis ta 'żona ta' 40%-60%, li jippermetti tpinġija fil-fond, forġa, u proċessi oħra ta 'formazzjoni kumplessi mingħajr qsim. Grad 4 CP-Ti, minkejja s-saħħa ogħla tiegħu, xorta jżomm elongazzjoni rispettabbli ta '10%–15%, saħħa tal-bilanċ u formabilità. F'termini ta 'ebusija, CP-Ti għandu toughness għolja tal-ksur (KIC) ta' 50–80 MPa·m^(1/2) fil-kundizzjoni ittemprat, li hija ogħla b'mod sinifikanti minn dik ta 'ħafna ligi fraġli u tiżgura reżistenza għal ksur fraġli f'daqqa taħt impatt jew tagħbijiet dinamiċi.
Rigward il-prestazzjoni fitemperaturi baxxi, titanju kummerċjalment pur ma jurix fraġilità kiesħa, vantaġġ kritiku fuq azzar tal-karbonju (li għandhom it-tendenza li jsiru fraġli taħt it-temperatura ta 'transizzjoni duttili-fraġli tagħhom, tipikament madwar -20 grad sa -40 grad ). CP-Ti jżomm duttilità tajba u toughness anke f'temperaturi estremament baxxi (bħal temperaturi krijoġeniċi ta' -253 grad , qrib il-punt tat-togħlija tal-idroġenu likwidu). Pereżempju, f'-196 grad (temperatura tan-nitroġenu likwidu), Grad 2 CP-Ti għadu jżomm elongazzjoni ta 'aktar minn 15% u ma juri l-ebda tnaqqis sinifikanti fit-toughness tal-impatt. Dan huwa attribwit għall-istruttura tal-kristall eżagonali ippakkjata mill-qrib (HCP) tat-titanju, li, filwaqt li għandha inqas sistemi ta 'żlieq minn metalli kubiċi ċċentrati fuq il-ġisem (BCC) f'temperatura tal-kamra, tgħaddi minn moviment ta' dislokazzjoni mtejba u kapaċità ta 'deformazzjoni f'temperaturi baxxi mingħajr il-mekkaniżmu ta' fragilità li jidher fl-azzar BCC (eż., ksur tal-konfini tal-qamħ jew segregazzjoni tal-konfini tal-qamħ). Għalhekk,titanju kummerċjalment pur mhux se jsir fraġli f'ambjenti ta'-temperatura baxxau huwa użat ħafna fl-inġinerija krijoġenika, bħal gass naturali likwidu (LNG) ħażna u tagħmir tat-trasport u komponenti krijoġeniċi aerospazjali.
