Гр2 против. Gr7: Какая марка титана лучше всего подходит для критически важных компонентов?

В системе материалов из титанового сплаваGr2 (стандартная марка технического чистого титана)иГр7 (коррозионностойкий сплав Ti-0,15Pd)Это два широко используемых сорта с разными характеристиками. Первый преобладает в областях общего-назначения как "промышленный универсальный-универсал", а второй демонстрирует незаменимую ценность в чрезвычайно агрессивных средах благодаря точному добавлению следовых количеств палладия.

 

I. Различия в составе: качественные изменения производительности, вызванные добавлением следов

Основной состав Gr2

Технически чистый титан с содержанием титана более или равным 99,2% и без добавления легирующих элементов. Стандарты контроля примесей: O Менее или равно 0,25%, Fe Менее или равно 0,30%, N Менее или равно 0,03%, C Менее или равно 0,08%, H Меньше или равно 0,015%.

 

Основной состав Gr7

На основе Gr2 в качестве матрицы с добавлением 0,12-0,25% палладия (Pd). Индикаторы контроля примесей идентичны Gr2, с указанием только содержания палладия.

 

 

II. Сравнение производительности

 

 

Измерение производительности	гр2	гр7
Механические свойства (отожженное состояние)	Предел прочности: 345–550 МПа, предел текучести: больше или равен 275 МПа, относительное удлинение: больше или равно 20 %, твердость: HV 120–200, хорошая пластичность и формуемость.	Почти идентичен Gr2. Минимальные значения механических параметров сердечника, таких как предел прочности и предел текучести, одинаковы. Характеристики холодной обработки и сварки также сохраняют преимущества Gr2, а существующие процессы обработки Gr2 можно адаптировать без изменения параметров обработки.
Коррозионная стойкость	Отличная коррозионная стойкость, способность противостоять слабым коррозионным средам, таким как разбавленная соляная кислота (менее или равна 10%), морская вода и слабокислые суспензии. Хорошая стойкость к точечной коррозии в хлоридных средах, но скорость коррозии значительно возрастает в сильных восстановительных средах, таких как концентрированная соляная кислота и сероводород.	Значительно повышенная коррозионная стойкость. Добавление палладия позволяет ему противостоять сильным коррозионным средам, таким как концентрированная соляная кислота (37%), H₂S и гипохлорит натрия. Например, в растворе гипохлорита натрия с температурой 90 градусов скорость коррозии Gr7 на 70 % ниже, чем у Gr2, особенно демонстрируя значительные преимущества в снижении содержания кислот и хлора в сильных агрессивных средах.
Характеристики обработки	Отличные характеристики холодной обработки, горячей штамповки и сварки. Температура отжига: 650-750 градусов. Травление после сварки может удовлетворить требования к производительности при низких затратах на обработку.	Характеристики обработки в основном такие же, как у Gr2, за исключением того, что температура отжига немного выше (около 800 градусов). Однако существенной разницы в общей сложности обработки и требованиях к процессу нет, и специального технологического оборудования не требуется.
Расходы	Бюджетный. Сырьем является чистый титан, процесс плавки прост, а рыночная цена находится на обычном уровне коммерчески чистого титана.	Гораздо более высокая стоимость, чем Gr2. Из-за добавления драгоценного металла палладия и необходимости точного контроля за равномерным распределением палладия во время плавки существенно возрастают как затраты на сырье, так и технологические затраты.

 

III. Сценарии применения: точное переключение между общими-целями и специальными-целями

гр2

Подходит для сценариев с умеренно агрессивными средами и чувствительными затратами, таких как испарители на установках по опреснению морской воды, судовые трубопроводы, обычные уплотнительные кольца теплообменников в химической промышленности, распылительные трубы в системах сероочистки дымовых газов, а также медицинские сценарии, требующие биосовместимости, такие как зубные имплантаты.

 

гр7

Основное внимание уделяется суровым средам с сильной коррозией, например электролитическим элементам в хлор-щелочной промышленности, втулкам мешалок реакторов, уплотнениям клапанов, устойчивым к влажному хлору, и химическому оборудованию, которое должно противостоять коррозии H₂S. В этих сценариях срок службы Gr7 может быть более чем в два раза дольше, чем у обычных материалов, и он может даже заменить некоторые дорогие-компоненты из хастеллоя.

 

 

IV. Выбор материала

1. Возьмите за основу коррозионную активность окружающей среды.

• Gr2: Нейтральные/слабоокисляющие среды (морская вода, пресная вода, влажный воздух и т. д.).
• Группа 7: Восстанавливающие кислоты (соляная кислота/серная кислота с содержанием более или равным 5%), высокотемпературные-хлорсодержащие-растворы и чередующиеся окислительно--восстановительные среды.

 

2.Оценить в сочетании с механическими и технологическими требованиями.

Оба материала применимы при пределе прочности 345-550 МПа и необходимости сложной формовки/сварки.

• Gr2: выберите Gr2 для стандартных деталей массового-производства (низкая стоимость).
• Gr7: Для небольших-деталей специальной-формы деталей Gr7 может быть приоритетным в соответствии с требованиями к коррозионной стойкости (хорошая совместимость с процессом, сокращение инвестиций в пресс-формы).

 

3. На основе учета затрат общего жизненного цикла.

• Себестоимость сырья Гр7 на 30-50% выше, чем у Гр2, но срок службы в агрессивных средах в 2-5 раз выше, чем у Гр2.
• Для краткосрочного-обслуживания (менее 5 лет или равного) и слегка агрессивных сценариев Gr2 имеет лучшие показатели затрат.
• При длительном-срочном обслуживании (более 10 лет или равном) или ключевом оборудовании, подверженном сильной коррозии, Gr7 может обеспечить общую экономию средств за счет продления срока службы и сокращения затрат на техническое обслуживание.

 

4.Дополнительные предложения для особых сценариев.

• Область медицины: Гр2 для краткосрочных-имплантатов (гвозди для фиксации перелома), Гр7 – приоритет для долгосрочных-имплантатов (искусственные суставы).
• Аэрокосмическая отрасль: Gr2 для деталей конструкций, работающих в не-агрессивных средах; трубопроводы, контактирующие с топливом/окислителями, необходимо оценивать по средней коррозионной активности, при необходимости можно использовать Gr7.