1.האם קשיחות ההשפעה-בטמפרטורה הנמוכה של טיטניום דרגה 2 יציבה?
כן, לטיטניום טהור בדרגה 2 יש קשיחות מעולה ויציבה בטמפרטורה נמוכה-, אפילו בטמפרטורות נמוכות במיוחד.
טיטניום דרגה 2 מציג קשיחות וגמישות יוצאי דופן בסביבות-טמפרטורות נמוכות, והוא אינו מראה מעבר רקיע-ל-שביר כמו פלדת פחמן או כמה סגסוגות ברזליות. שלא כמו פלדות מבניות רבות שהופכות לשבירות ונוטות להיסדק בטמפרטורות נמוכות, דרגה 2 שומרת על תכונות מכניות יציבות ועמידות גבוהה בפני פגיעות בטמפרטורות מתחת לאפס.
ביצועים יציבים זה בטמפרטורות-נמוכות נובעים ממאפייני מבנה הגביש המעוקב (FCC) של טיטניום ובטוהר הגבוה שלו, עם יסודות ביניים נמוכים כגון חמצן, חנקן ומימן. גורמים אלה עוזרים לחומר לשמור על פלסטיות וקשיחות טובה גם בטמפרטורות נמוכות.
ביישומים מעשיים, טיטניום דרגה 2 נמצא בשימוש נרחב בתחומים קריוגניים, כולל ציוד גז טבעי נוזלי (LNG), מיכלי אחסון בטמפרטורה-נמוכה, צינורות קריוגניים, רכיבי תעופה וחלל בטמפרטורה נמוכה- ומערכות קירור. זה יכול לשמור ביציבות על התכונות המכניות שלו וקשיחות ההשפעה שלו בטמפרטורות נמוכות כמו -196 מעלות (טמפרטורת חנקן נוזלי) ואף נמוכות יותר.
במהלך מבחני השפעה סטנדרטיים של Charpy, טיטניום דרגה 2 מציג באופן עקבי ערכי אנרגיה נספגים גבוהים בטמפרטורות נמוכות, ללא ירידה פתאומית בקשיחות. הוא אינו מפתח התנהגות שבירה שבירה, דבר שהוא קריטי לבטיחות בתנאי שירות-נמוכים.
לסיכום: טיטניום דרגה 2 הוא בעל קשיחות-בטמפרטורה נמוכה יציבה ואמינה, נשאר קשיח ולא-שביר בטמפרטורות נמוכות במיוחד, והוא מתאים לחלוטין לשימוש-לטווח ארוך בסביבות קריוגניות ובסביבות-נמוכות.
2. כמה עולה החוזק לאחר עבודה קרה של טיטניום דרגה 2?
טיטניום טהור בדרגה 2 מתחזק משמעותית בעבודה קרה (גלגול קר, שרטוט קר, הטבעה, ספינינג וכו'), בשל קצב ההתקשות הגבוה שלו. עליית החוזק תלויה בכמות הפחתת הקור אך עוקבת אחר טווחים אופייניים וצפויים.
טווחי הגדלת חוזק אופייניים
עבודה קרה מתונה (הפחתה של 10%)
חוזק המתיחה עולה מעט.
חוזק התפוקה עולה באופן ניכר.
הגמישות נשארת גבוהה.
עבודה קרה מתונה (הפחתה של 20-30%)
חוזק מתיחה: מ-~345 MPa (חישול) עד 415-450 MPa
חוזק תפוקה: מ-~170-205 MPa (חישול) עד 340-410 MPa
זהו הטווח הנפוץ ביותר לדרגה 2 בגימור קר.
עבודה בקור כבד (הפחתה של 40-60%)
חוזק מתיחה יכול להגיע ל-550-650 MPa
חוזק התפוקה יכול לעלות על 500 MPa
הגמישות (התארכות) יורדת באופן משמעותי, ולכן היווצרות הופכת קשה יותר.
סיכום כללי
חישול כיתה 2:
חוזק מתיחה: ~345–480 MPa
חוזק תפוקה: ~170–205 MPa
לאחר עבודה קרה כבדה (הפחתה של 50%):
חוזק המתיחה יכול לעלות בכ-60-90% בהשוואה למצב החישול.
חוזק התפוקה יכול לעלות ב-200% או יותר בתנאי עבודה קרים במיוחד.
הערות חשובות
עבודה קרה מגבירה חוזק וקשיות אך מפחיתה את הגמישות וכושר הצורה.
לחוזק גבוה מאוד, ניתן לעבוד בדרגה 2 בקור כדי להגיע לעוצמות ליד סגסוגות טיטניום רבות.
אם עבודה קרה מוגזמת גורמת לשבירות או סדקים, נדרש חישול ביניים כדי להחזיר את המשיכות.
בקיצור: דרגה 2 מראה עלייה משמעותית בחוזק עם עבודה קרה, כאשר חוזק התפוקה משתפר בצורה דרמטית הרבה יותר מחוזק המתיחה.
