ग्रेड 7 टाइटेनियम, आधिकारिक तौर पर के रूप में नामित किया गया हैTI-0.15pd। यह अनलॉयड टाइटेनियम (ग्रेड 5 TI-6AL-4V जैसे बहु-तत्व टाइटेनियम मिश्र धातुओं के बजाय) की श्रेणी में आता है, लेकिन मानक सीपी टाइटेनियम की एक महत्वपूर्ण सीमा को संबोधित करने के लिए संशोधित किया गया है: स्थानीयकृत जंग के लिए खराब प्रतिरोध।
इस ग्रेड को उद्योग मानकों जैसे कि एएसटीएम बी 265 (टाइटेनियम प्लेटों, शीट्स और स्ट्रिप्स के लिए), एएमएस 4928 (एयरोस्पेस सामग्री विनिर्देश), और आईएसओ 5832 - 7 द्वारा परिभाषित किया गया है, जो इसके विनिर्माण, परीक्षण और प्रदर्शन आवश्यकताओं की रूपरेखा तैयार करता है। पैलेडियम के अलावा प्रमुख विभेदक है-यह संक्षारक वातावरण का सामना करने की सामग्री की क्षमता को बढ़ाता है, विशेष रूप से सल्फ्यूरिक एसिड, गर्म क्लोराइड समाधान, स्थिर समुद्री जल और कुछ रासायनिक प्रक्रिया धाराओं जैसी स्थितियों को कम करता है।
ग्रेड 7 टाइटेनियम सीपी टाइटेनियम के मुख्य लाभों को बरकरार रखता है, जिसमें कम घनत्व (लगभग 4.51 ग्राम/सेमी,, स्टील का लगभग 60% घनत्व), उत्कृष्ट बायोकंपैटिबिलिटी (इसे मेडिकल अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है), अच्छी फॉर्मेबिलिटी (यह ठंडा हो सकता है - काम किया, वेल्डेड, और मशीन), और पौष्टिक की ताकत के साथ। इसके प्राथमिक अनुप्रयोग उन उद्योगों में हैं जहां संक्षारण प्रतिरोध सर्वोपरि है, जैसे कि रासायनिक प्रसंस्करण (रिएक्टर, हीट एक्सचेंजर्स, वाल्व), अपतटीय और समुद्री इंजीनियरिंग (सबसिया घटक, फास्टनर), तेल और गैस (डाउनहोल उपकरण, वेलहेड उपकरण), और चिकित्सा उपकरणों (इम्प्लांटेबल घटक शारीरिक द्रवों के संपर्क में)। इसका उपयोग क्रायोजेनिक सिस्टम में भी किया जाता है, क्योंकि इसके यांत्रिक गुण बेहद कम तापमान (-253 डिग्री तक) पर स्थिर रहते हैं।
ग्रेड 7 टाइटेनियम की रासायनिक संरचना को अंतर्राष्ट्रीय मानकों (जैसे, एएसटीएम बी 265, आईएसओ 5832-7) द्वारा कसकर नियंत्रित किया जाता है, विशेष रूप से संक्षारण प्रतिरोध और यांत्रिक स्थिरता के संदर्भ में, लगातार प्रदर्शन सुनिश्चित करने के लिए। रचना को टाइटेनियम पर हावी किया जाता है, पैलेडियम के साथ प्राथमिक (और केवल जानबूझकर) मिश्र धातु तत्व के रूप में, और अशुद्धियों की मात्रा का पता लगाते हैं जो सामग्री के गुणों से समझौता करने से बचने के लिए कड़ाई से सीमित हैं।
इसके प्रमुख घटकों (वजन प्रतिशत द्वारा) के लिए विशिष्ट और अधिकतम स्वीकार्य रेंज निम्नानुसार हैं:
टाइटेनियम (टीआई):आधार धातु, रचना के शेष भाग के लिए लेखांकन (लगभग 99.78–99.88%)। यह उच्च टाइटेनियम सामग्री यह सुनिश्चित करती है कि सामग्री सीपी टाइटेनियम की अंतर्निहित विशेषताओं को बरकरार रखती है, जैसे कि कम घनत्व और जैव -रासायनिकता।
पैलेडियम (पीडी):महत्वपूर्ण मिश्र धातु तत्व, 0.12–0.20%की सीमा में मौजूद है। यह छोटा लेकिन सटीक जोड़ है जो ग्रेड 7 को मानक सीपी टाइटेनियम ग्रेड (जैसे, ग्रेड 2) से अलग करता है। पैलेडियम टाइटेनियम की सतह पर एक अधिक स्थिर, निष्क्रिय ऑक्साइड परत के गठन को बढ़ावा देकर एक संक्षारण स्टेबलाइजर के रूप में कार्य करता है - यह परत कठोर कम करने वाले वातावरण में स्थानीयकृत संक्षारण (जैसे पिटिंग या क्रेविस संक्षारण) को रोकती है।
आयरन (Fe):एक सामान्य अशुद्धता, अधिकतम 0.25%तक सीमित। अतिरिक्त लोहा जंग प्रतिरोध को कम कर सकता है और भंगुरता को बढ़ा सकता है, इसलिए इसकी एकाग्रता को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है।
कार्बन (c):अधिकतम 0.08%तक सीमित। कार्बन टाइटेनियम के साथ कार्बाइड बना सकता है, जो सामग्री को कमजोर कर सकता है और इसकी लचीलापन कम कर सकता है, इसलिए इसे निम्न स्तर पर रखा जाता है।
नाइट्रोजन (एन):अधिकतम 0.05%तक सीमित। नाइट्रोजन ताकत बढ़ा सकता है लेकिन लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध को भी कम कर सकता है, इसलिए इसकी सामग्री प्रतिबंधित है।
हाइड्रोजन (एच):अधिकतम 0.015%तक सीमित। हाइड्रोजन टाइटेनियम के लिए अत्यधिक हानिकारक है, क्योंकि यह "हाइड्रोजन एम्ब्रिटमेंट" - एक घटना का कारण बन सकता है जो सामग्री को भंगुर बनाता है और तनाव के तहत क्रैकिंग का खतरा होता है। इसलिए हाइड्रोजन का सख्त नियंत्रण संरचनात्मक अखंडता के लिए महत्वपूर्ण है।
ऑक्सीजन (ओ):अधिकतम 0.20%तक सीमित। ऑक्सीजन टाइटेनियम में एक सामान्य अशुद्धता है जो शक्ति को थोड़ा बढ़ाती है लेकिन लचीलापन कम कर सकती है; इसकी एकाग्रता एक अच्छी ताकत - लचीलापन अनुपात बनाए रखने के लिए संतुलित है।
कोई अन्य जानबूझकर मिश्र धातु तत्व ग्रेड 7 टाइटेनियम - में मौजूद नहीं हैं, इसकी रचना जानबूझकर सीपी टाइटेनियम की शुद्धता और जैव -रासायनिकता को संरक्षित करने के लिए सरल है, जबकि बढ़ाया जंग सुरक्षा के लिए पैलेडियम का लाभ उठाते हैं।
ग्रेड 7 टाइटेनियम के यांत्रिक गुण पैलेडियम द्वारा सक्षम संक्षारण प्रतिरोध को बनाए रखते हुए शक्ति, लचीलापन और फॉर्मेबिलिटी को संतुलित करने के लिए सिलवाया जाता है। इन गुणों को मानक परिस्थितियों (कमरे के तापमान, जब तक अन्यथा निर्दिष्ट नहीं किया जाता है) के तहत मापा जाता है और एएसटीएम बी 265 और एएमएस 4928 जैसे मानकों द्वारा परिभाषित किया जाता है। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि गुण सामग्री के गर्मी उपचार (जैसे, एनीलड, कोल्ड- काम करने के लिए काम करते हैं) और उत्पाद फॉर्म (जैसे कि कंडीशन, बार, बार)
तन्य शक्ति (UTS):आमतौर पर 483 एमपीए से 621 एमपीए (70,000 से 90,000 पीएसआई) तक होता है। यह मध्यम शक्ति ग्रेड 1 सीपी टाइटेनियम की तुलना में अधिक है, लेकिन नियंत्रित ऑक्सीजन सामग्री और पैलेडियम जोड़ के कारण ग्रेड 2 से थोड़ा कम है। यह अधिकांश रासायनिक प्रसंस्करण और समुद्री अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त है, जहां शक्ति की आवश्यकता जंग प्रतिरोध और औपचारिकता के साथ संतुलित होती है।
उपज शक्ति (0.2% ऑफसेट):आमतौर पर 345 एमपीए से 483 एमपीए (50,000 से 70,000 पीएसआई) तक होता है। उपज की ताकत वह तनाव है जिस पर सामग्री स्थायी रूप से विकृत होने लगती है; यह सीमा यह सुनिश्चित करती है कि ग्रेड 7 अत्यधिक विरूपण के बिना परिचालन भार का सामना कर सकता है।
तोड़ने पर बढ़ावा:आमतौर पर 20-25% (शीट या प्लेट के लिए मोटाई के साथ या 1.6 मिमी से अधिक या बराबर)। उच्च बढ़ाव अच्छी लचीलापन को इंगित करता है, जिसका अर्थ है कि सामग्री को फैलाया जा सकता है, मुड़ा हुआ, या जटिल आकृतियों में गठित किया जा सकता है - के बिना यह वेल्डिंग, रोलिंग और झुकने जैसी विनिर्माण प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण है।
लोच का मापांक (यंग का मापांक):लगभग 110 GPA (16 x 10⁶ psi)। यह मान अन्य सीपी टाइटेनियम ग्रेड के समान है और स्टील के लगभग आधे मापांक है, जिसका अर्थ है कि ग्रेड 7 तनाव के तहत अधिक लचीला है (अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी है जहां कंपन भिगोना या सीमित विक्षेपण की आवश्यकता है)।
कठोरता:आमतौर पर 150-180 एचवी (विकर्स कठोरता) या 80-90 एचआरबी (रॉकवेल बी)। इसकी मध्यम कठोरता यह सुनिश्चित करती है कि यह अत्यधिक भंगुर नहीं है और इसे उचित उपकरणों (जैसे, कार्बाइड काटने के उपकरण) के साथ बनाया जा सकता है, जबकि अभी भी गैर - अपघर्षक वातावरण के लिए पर्याप्त पहनने के प्रतिरोध की पेशकश कर रहा है।
थकान की ताकत:10, चक्रों (कमरे का तापमान, पूरी तरह से उलट लोडिंग) पर, ग्रेड 7 में 172-207 एमपीए (25,000-30,000 पीएसआई) की एक विशिष्ट थकान ताकत है। यह बार -बार या चक्रीय भार के अधीन अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त बनाता है, जैसे कि समुद्री फास्टनरों या रासायनिक पंपों में घूर्णन घटकों को।
क्रायोजेनिक गुण:कुछ धातुओं के विपरीत, ग्रेड 7 टाइटेनियम बेहद कम तापमान पर अपनी लचीलापन और क्रूरता को बरकरार रखता है (- 253 डिग्री तक)। इसकी तन्यता ताकत और उपज की ताकत क्रायोजेनिक तापमान पर थोड़ी बढ़ जाती है, जबकि बढ़ाव उच्च रहता है-यह क्रायोजेनिक भंडारण टैंक या ठंडे वातावरण के संपर्क में आने वाले एयरोस्पेस घटकों के लिए आदर्श बनाता है।
विशेष रूप से, ग्रेड 7 के यांत्रिक गुण मिश्र धातु टाइटेनियम ग्रेड (जैसे, ग्रेड 5) की तुलना में गर्मी उपचार के लिए कम संवेदनशील होते हैं, क्योंकि यह मुख्य रूप से लचीलापन और संक्षारण प्रतिरोध को अधिकतम करने के लिए एनील्ड स्थिति में उपयोग किया जाता है। कोल्ड वर्किंग अपनी ताकत को बढ़ा सकता है (जैसे, 700 एमपीए तक तन्य शक्ति) लेकिन लचीलापन कम कर सकता है, इसलिए यह केवल विशिष्ट उच्च - शक्ति अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है।
ग्रेड 2 और ग्रेड 7 टाइटेनियम दोनों को व्यावसायिक रूप से शुद्ध (सीपी) टाइटेनियम के रूप में वर्गीकृत किया गया है, जिसका अर्थ है कि वे मुख्य रूप से न्यूनतम मिश्र धातु तत्वों के साथ टाइटेनियम से बने होते हैं, लेकिन वे रचना, संक्षारण प्रतिरोध, यांत्रिक गुणों और अनुप्रयोगों में महत्वपूर्ण रूप से भिन्न होते हैं। ये अंतर पैलेडियम के जानबूझकर जोड़ से ग्रेड 7 तक उत्पन्न होते हैं, जो ग्रेड 2 में अनुपस्थित है। नीचे उनके प्रमुख भेदों का एक विस्तृत टूटना है:
पहले, मेंरासायनिक रचना, ग्रेड 2 एक "मानक" अनलॉक्ड सीपी टाइटेनियम है जिसमें कोई जानबूझकर मिश्र धातु तत्व नहीं है - इसकी रचना 99.6%+ टाइटेनियम है, ट्रेस अशुद्धियों के साथ (0.30%से कम या उसके बराबर या 0.25%से कम ऑक्सीजन, 0.08%से कम या बराबर, 0.08%या बराबर 0.05 से कम, बुनियादी प्रदर्शन बनाए रखने के लिए। इसके विपरीत, ग्रेड 7 एक हैपैलेडियम - स्थिरसीपी टाइटेनियम, एक ही ट्रेस अशुद्धियों के अलावा 0.12–0.20%पैलेडियम (एकमात्र जानबूझकर मिश्र धातु तत्व) युक्त (थोड़ा तंग सीमा, जैसे, लोहे से कम या 0.25%से कम या ऑक्सीजन से कम या 0.20%से कम)। यह पैलेडियम जोड़ दो ग्रेड के बीच मूलभूत अंतर है।
दूसरा,संक्षारण प्रतिरोधसबसे प्रभावशाली भेद है। ग्रेड 2 हल्के वातावरण में अच्छा सामान्य संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करता है, जैसे कि हवा, मीठे पानी, पतला एसिड (जैसे, एसिटिक एसिड), और अधिकांश शारीरिक तरल पदार्थ - यही कारण है कि यह व्यापक रूप से चिकित्सा प्रत्यारोपण (जैसे, हड्डी प्लेटों) और वास्तुशिल्प अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालाँकि, यह असुरक्षित हैस्थानीयकृत संक्षारण(पिटिंग, क्रेविस जंग) कठोर कम करने वाले वातावरण में, जैसे कि गर्म क्लोराइड समाधान (जैसे, उच्च तापमान पर समुद्री जल), सल्फ्यूरिक एसिड, या फॉस्फोरिक एसिड में। ग्रेड 7, इसके विपरीत, इन आक्रामक वातावरणों के लिए प्रतिरोध में काफी वृद्धि हुई है: पैलेडियम टाइटेनियम की सतह ऑक्साइड परत को संशोधित करता है, जिससे यह अधिक स्थिर और टूटने के लिए प्रतिरोधी हो जाता है, यहां तक कि स्थिर या उच्च - एकाग्रता संक्षारक मीडिया में भी। यह ग्रेड 7 को रासायनिक प्रसंस्करण, अपतटीय और तेल और गैस अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प बनाता है जहां ग्रेड 2 विफल हो जाएगा।
तीसरा, उनकायांत्रिक विशेषताएंथोड़ा अलग है, हालांकि दोनों को "मध्यम शक्ति" सीपी टाइटेनियम माना जाता है। ग्रेड 2 में थोड़ी अधिक तन्यता ताकत होती है (आमतौर पर 552–689 एमपीए बनाम . 483 - 621 एमपीए ग्रेड 7 के लिए) और उपज शक्ति (आमतौर पर 414-552 एमपीए बनाम . 345 - 483 एमपीए के लिए ग्रेड 7 के लिए थोड़ा अधिक अनुमति देता है। ग्रेड 7, हालांकि, मामूली रूप से बेहतर लचीलापन प्रदान करता है (बढ़ाव 20-25% बनाम . 18 - ग्रेड 2 के लिए 22%) एनीलेड स्थिति में, यह जटिल आकृतियों में बनाने के लिए थोड़ा आसान हो जाता है। दोनों ग्रेड में लोच (~ 110 GPa) और कठोरता (ग्रेड 2: 160-190 HV; ग्रेड 7: 150–180 HV) के समान मोडुली हैं, इसलिए उनके लचीलेपन और मशीनबिलिटी अधिकांश उद्देश्यों के लिए तुलनीय हैं।
अंत में,अनुप्रयोग और लागतइन मतभेदों को प्रतिबिंबित करें। ग्रेड 2 सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला सीपी टाइटेनियम ग्रेड है, जो लागत, औपचारिकता और सामान्य संक्षारण प्रतिरोध के संतुलन के कारण है। इसके अनुप्रयोगों में चिकित्सा प्रत्यारोपण (शिकंजा, प्लेटें), उपभोक्ता सामान (घड़ी के मामले, गहने), वास्तुशिल्प क्लैडिंग, और कम - दबाव रासायनिक उपकरण शामिल हैं। ग्रेड 7, जोड़ा पैलेडियम (एक दुर्लभ और महंगी धातु) के कारण, ग्रेड 2 (आमतौर पर 20-50% अधिक, बाजार की स्थितियों के आधार पर) की तुलना में काफी अधिक महंगा है। इसकी उच्च लागत इसके श्रेष्ठ संक्षारण प्रतिरोध द्वारा उचित है, इसलिए यह उच्च - स्टेक्स एप्लिकेशन के लिए आरक्षित है: रासायनिक प्रसंस्करण रिएक्टर, हीट एक्सचेंजर्स, सबसिया समुद्री घटक, तेल और गैस डाउनहोल उपकरण, और चिकित्सा उपकरणों को संक्षारक शारीरिक तरल पदार्थ (जैसे, प्रत्यारोपित पंप) के संपर्क में लाया जाता है।
सारांश में, जबकि ग्रेड 2 एक बहुमुखी, लागत - हल्के वातावरण के लिए प्रभावी सीपी टाइटेनियम है, ग्रेड 7 एक विशेष, संक्षारण - प्रतिरोधी वैरिएंट है जो कठोर परिस्थितियों को कम करने के लिए अनुकूलित है - पैलेडियम के अलावा अन्य सभी अंतर ड्राइविंग के साथ।
