1. Sammansättning
Grad 2: A commercially pure (CP) titanium, meaning it consists of >99% titan med minimala föroreningar (t.ex. spårmängder av järn, syre, kol). Den innehåller inga avsiktliga legeringselement.
Grad 5: En alfa-beta-titanlegering, sammansatt av ~ 90% titan, 6% aluminium (AL) och 4% vanadium (V). Dessa legeringselement läggs till för att förbättra styrka, värmebeständighet och bearbetbarhet.
2. Mikrostruktur
Grad 2: Som rent titan har den en enfasmikrostruktur som domineras avalfa -fas-A hexagonal nära packad (HCP) kristallstruktur stabil vid rumstemperatur och upp till ~ 882 grader (1 620 grader F). Denna struktur ger den god duktilitet men begränsar hög temperaturstyrka.
Grad 5: En alfa-beta-legering, vilket betyder att dess mikrostruktur innehåller både alfa (HCP) och beta (kroppscentrerade kubiska, BCC). Betafasen stabiliseras av vanadium, vilket gör att värmebehandling kan manipulera kornstrukturen och optimera egenskaper som styrka och seghet.
3. Mekaniska egenskaper
Styrka: Grad 5 är betydligt starkare (2–3x högre draghållfasthet) än grad 2, även i sitt glödgade tillstånd. Värmebehandlingen ökar ytterligare sin styrka, vilket gör den lämplig för applikationer med hög belastning.
Duktilitet: Grad 2 är mer duktil (lättare att bilda, böja eller svetsa utan sprickor) än grad 5, vilket är styvare men mindre formbar.
Vikt: Båda är lätta, men grad 5 är något mindre tät (~ 2% lättare) på grund av dess legeringselement.
4. Korrosionsmotstånd
Grad 2: Erbjuder utmärkt korrosionsmotstånd i de flesta miljöer, inklusive färskt vatten, havsvatten och milda syror. Dess rena titankomposition bildar ett tätt, skyddande oxidskikt (Tio₂) som självhälsningar om de skadas.
Grad 5: Också mycket korrosionsbeständig, men något mindre än rent titan under extrema förhållanden (t.ex. koncentrerade syror eller högtemperaturoxiderande miljöer). Aluminium och vanadin i sin sammansättning äventyrar inte dess oxidskikt, vilket gör det lämpligt för marina, kemiska och industriella miljöer.
5. Värmemotstånd
Grad 2: Behåller styrka upp till ~ 315 grader (600 grader F) men mjuknar vid högre temperaturer, vilket begränsar dess användning i högvärmda applikationer.
Grad 5: Presterar bättre vid förhöjda temperaturer och bibehåller styrka upp till ~ 400 grader (752 grader F) på grund av aluminiums roll i att stabilisera alfa -fasen. Detta gör det idealiskt för komponenter som utsätts för värme, såsom jetmotordelar eller industriugnar.
6. Biokompatibilitet
Grad 2: Mycket biokompatibel, giftfri och icke-reaktiv med mänsklig vävnad, vilket gör den lämplig för medicinska apparater med låg stress (t.ex. pacemaker, kirurgiska verktyg).
Grad 5: Också biokompatibel och allmänt används i medicinska implantat (t.ex. höft/knäbyten, benskruvar) på grund av dess styrka, som tål de mekaniska mängderna av daglig rörelse.
7. Ansökningar
Kemisk bearbetningsutrustning (rör, tankar)
Marin hårdvara (skrov, fästelement)
Arkitektonisk beklädnad
Med medicinsk utrustning med låg stress
Värmeväxlare
Aerospace -komponenter (flygplan, motorblad, landningsutrustning)
Högpresterande bildelar (racingupphängning, avgassystem)
Medicinska implantat (gemensamma ersättare, spinalhårdvara)
Olje- och gasborrverktyg
Sportutrustning (golfklubbhuvuden, cykelramar)
8. Kostnad och bearbetbarhet
Grad 2: I allmänhet billigare än klass 5 på grund av dess rena sammansättning. Det är lättare att bearbeta, svetsa och bilda, minska tillverkningskostnaderna.
Grad 5: Dyrare på grund av dess legeringselement och komplexa produktionsprocesser. Det är svårare att bearbeta (på grund av hög styrka) och kräver specialiserade verktyg, ökande tillverkningskostnader.
