Hoogzuiver Gr2 titaniumblok voor het smeden van staven en voor de lucht- en ruimtevaart.
Productbeschrijving
Een titaniumstaaf is een primair metaalblok dat wordt gevormd door het smelten van spons-titanium (of spons-titanium met legeringselementen). Het dient als basisproduct voor titanium en titaniumlegeringen en heeft doorgaans een zilverwitte metaalglans.
Productparameters
Artikelnaam | Titaniumstaaf |
Materiaal | Zuiver titanium, titaniumlegering |
Cijfer | Gr1, Gr2, Gr3, Gr4, Gr5 (Ti-6AL-4V), Gr7, Gr9, Gr11, Gr12, enz. |
Standaard | ASTM B348 |
Buitendiameter | 1-850 mm |
Lengte | 2000 mm |
Kleur | De natuurlijke |
Oppervlaktebehandeling | Polijsten, Beitsen |
Functies | Superlicht, zeer sterk, lage dichtheid, bestand tegen hoge/lage temperaturen, corrosiebestendig en niet-reactief met zuren/basen. |
Toepassingen | Warmtewisselaar, Condensor, Aardolie, Metallurgie, Chemie, Farmacie, Scheepsbouw |
Classificatie
1. Door middel van compositie:
Industriële zuivere titaniumstaaf: De zuiverheid bedraagt doorgaans meer dan 99,8%. Wordt gebruikt als grondstof voor de productie van titaniumlegeringen.
Titaanlegeringsstaaf: Geproduceerd door industrieel zuiver titaan te legeren met andere metaalelementen. Geclassificeerd op basis van de legeringselementen in:
Alfa (α) type titaniumlegering staaf
Beta (β) type titaniumlegering staaf
Alfa-bèta (α+β) type titaniumlegering staaf
Medische titaniumlegeringsstaaf: Vervaardigd met behulp van zeer zuiver industrieel titanium en legeringselementen van medische kwaliteit. Speciaal ontworpen voor de productie van medische instrumenten en implantaten.
2. Volgens specificatie: Omvat vierkante staven, ronde staven, plaatstaven, enz. Verschillende specificaties voorzien in uiteenlopende verwerkings- en toepassingsvereisten.
Fysische en chemische eigenschappen
Fysische eigenschappen:
Dichtheid: Circa 4,5 g/cm³. Lichter dan staal, koper en aluminium, gekenmerkt door hoge sterkte en lage dichtheid.
Treksterkte: Kan 686-1176 MPa bereiken.
Smeltpunt: Hoog, circa 1660 °C.
Thermische geleidbaarheid: Laag, ongeveer 1/5e van die van staal en 1/10e van die van aluminium.
Coëfficiënt van thermische uitzetting: Laag, ongeveer de helft van die van staal.
Cryogene prestaties: Uitstekend, behoudt goede vervormbaarheid zelfs bij temperaturen van vloeibare stikstof.
Chemische eigenschappen:
Vertoont een goede stabiliteit bij kamertemperatuur en is bestand tegen reactie met atmosferische O₂, N₂, enz.
Reageert bij verhoogde temperaturen met gassen zoals O₂, N₂ en H₂.
Relatief stabiel in oxiderende, neutrale en zwak reducerende zuren.
Lost snel op in sterke reducerende zuren zoals fluorwaterstofzuur (HF).
Bij hoge temperaturen vertoont het een sterke affiniteit voor elementen zoals zuurstof, stikstof, koolstof en waterstof.
Productieproces
1. Voorbereiding van de grondstoffen:
De belangrijkste grondstof is sponsachtig titanium, waarvoor doorgaans een zuiverheid van meer dan 99% vereist is.
Er worden basislegeringen (bijv. Ti-V, Ti-Al-Mg, Ti-Mo-Cr) toegevoegd om de samenstelling aan te passen en de microstructuur te verfijnen.
2. Smelten:
Primaire industriële methoden:
Vacuüm-verbruikselektrode (VCE) smelten: Sponsachtig titanium en revert worden geperst, gedroogd en gevormd tot een elektrode met een titaniumplaat en een grafietkroes. De elektrode wordt vervolgens gesmolten in een vacuümoven, vaak in meerdere smeltstappen, voordat deze uiteindelijk in een gietvorm wordt gegoten.
Koudsmelten: De grondstoffen worden gesmolten in een watergekoelde koperen smeltkroes met behulp van warmtebronnen met hoge temperatuur (elektronenbundel of plasmaboog). Het smeltmengsel stolt in de smeltkroes. Dit proces verwijdert effectief de harde alfafase en insluitsels met een hoge dichtheid, waardoor het de voorkeursmethode is voor de productie van "schoon" titanium van ruimtevaartkwaliteit.
3. Verfijnen:
Om het gehalte aan onzuiverheden verder te verlagen, de homogeniteit van de legering te verbeteren en de algehele materiaaleigenschappen te optimaliseren, worden titaniumlegeringen vaak geraffineerd.
Primaire raffinagemethoden: Elektronenbundel-koudehaardraffinage (EBCHR), vacuümbooghersmelting (VAR).
Toepassingen
Lucht- en ruimtevaart: Een van de meest gebruikte metaalmaterialen.
Vliegtuigconstructies: Belangrijke onderdelen zoals vleugels, romp en landingsgestel benutten hun lage dichtheid en hoge sterkte om het gewicht te verminderen en de brandstofefficiëntie te verbeteren.
Vliegtuigmotoren: Onderdelen zoals compressorbladen, -schijven en -behuizingen, die bestand zijn tegen hoge rotatiesnelheden en verhoogde temperaturen.
Medische hulpmiddelen: Gewaardeerd vanwege uitstekende biocompatibiliteit en corrosiebestendigheid. Gebruikt in kunstheupen, kunsthartkleppen, tandheelkundige implantaten, enz. De gunstige mechanische eigenschappen en biocompatibiliteit garanderen brede marktvooruitzichten.
Chemische industrie: De uitzonderlijke corrosiebestendigheid maakt een brede toepassing mogelijk in chemische procesapparatuur, leidingen, kleppen, enz. Het materiaal is bestand tegen corrosie door diverse zuren, basen en zouten, waardoor de levensduur van de apparatuur wordt verlengd en de productie-efficiëntie en -veiligheid worden verbeterd.
Scheepsbouw: De corrosiebestendigheid in maritieme omgevingen maakt het geschikt voor rompconstructies, zeewaterbehandelingssystemen, schroeven, enz., waardoor de duurzaamheid en betrouwbaarheid van schepen verbeteren en de onderhoudskosten worden verlaagd.
Automobielindustrie: Gebruikt voor motoronderdelen, veersystemen en carrosseriedelen waar hoge sterkte en duurzaamheid cruciaal zijn. Draagt bij aan gewichtsvermindering, een lager brandstofverbruik, betere voertuigprestaties en een verhoogde betrouwbaarheid en levensduur van de onderdelen.