تيتانيوم الدرجة 1 مقابل الدرجة 5 (TA1 مقابل TC4): النقاء والمقاومة ومتى تدفع مقابل السبكة

تيتانيوم الدرجة 1 (UNS R50250) نقي تجاريًا: طري، قابل للتشكيل بدرجة عالية، وهو الأكثر مقاومة للتآكل بين درجات CP — حد استلقاء أدنى ~170 MPa وفق ASTM B265. الدرجة 5 (Ti-6Al-4V، UNS R56400) تضحّي ببعض تحمل التآكل مقابل نحو خمسة أضعاف المقاومة — حد استلقاء أدنى ~795 MPa مُلَدَّنًا. اشترِ الدرجة 1 للتشكيل والتبطين الكيميائي؛ واشترِ الدرجة 5 حين يحدّد التصميم الحمل لا التآكل.

إجابة فقرة واحدة

الدرجة 1 هي «العامل الموثوق الكيميائي»: تيتانيوم شبه نقي، ينثني بسهولة، ويُلحم نظيفًا، ويرفض الأحماض المؤكسدة وماء البحر والكلورايدات أفضل من أي درجة سبكة — لكنه طري. الدرجة 5 تضيف 6% ألومنيوم و4% فاناديوم لتنتج أكثر سبائك التيتانيوم استخدامًا في العالم: حوامل طيران، ووصلات عالية الضغط، ومثبتات ومعدات طبية. القرار نادرًا ما يتصل بالتآكل — الدرجتان تتوليان البيئات الكلورية أفضل بكثير من الفولاذ المقاوم للصدأ. يعود القرار إلى إن كانت قطعتك مشكّلة أم حاملة للحمل.

مقارنة جنبًا إلى جنب

الخاصية	الدرجة 1 (TA1, R50250)	الدرجة 5 (TC4, R56400)
التركيب	≥99% Ti (CP)	Ti–6Al–4V
الكثافة	4.51 g/cm³	4.43 g/cm³
حد الاستلقاء الأدنى (B265، مُلَدَّن)	~170 MPa	~795 MPa
حد الشد الأدنى UTS (B265، مُلَدَّن)	~240 MPa	~860 MPa
الاستطالة (الدنيا)	~24%	~10%
قابلة للمعالجة الحرارية	لا (تلدين فقط)	نعم (محلول + تعتيق)
قابلية لحام نسبية	ممتازة	جيدة، تحتاج انضباطًا
الحالة النموذجية	مُلَدَّنة	مُلَدَّنة / STA

القيم حدود دنيى للوح تحت ASTM B265؛ وأكّد بيانات الصهارة على شهادة اختبار المصنع. يورّد Yuze Metal الدرجة 1 كـ لوح تيتانيوم TA1 النقي والدرجة 5 كـ لوح سبيكة تيتانيوم TC4، كلاهما بعرض 600–2000 mm.

أين تبرّر الدرجة 1 مكانها

1. بطينات كيميائية وبحرية، وتكسية، وكراتي توسع. قابلية سحب عميقة ومقاومة كلورايد ممتازة؛ الدرجة 1 تُشكَّل حيث تتشقّق الدرجات السبكية.
2. مبادلات حرارية بماء البحر أو محلول ملحي. التيتانيوم CP عمليًا محصّن من الثقب في ماء البحر عند درجات الحرارة العادية — بلا حاجة لعبث برقم PREN.
3. رفوف أنودة، وخدمة كلورات ومبيّض. حيث تدمّر المواد المؤكسدة درجات الفولاذ المقاوم للصدأ خلال سنوات، يدوم التيتانيوم CP عقودًا.

المقايضة المقاومة. عند حد استلقاء أدنى ~170 MPa، يجب أن تكون مقاطع الدرجة 1 ضعف سماكة تقريبًا من الدرجة 5 للحمل ذاته — ولهذا لا تستخدمه أبدًا القطع الهيكلية في الطيران.

أين تبرّر الدرجة 5 علاوتها

1. مكونات طيران وهياكل طائرات. التيتانيوم الهيكلي الافتراضي عالميًا؛ والحالة المُلَدَّنة تُلحم بقبول، والحالة المعالَجة بالمحلول ومعتّقة تدفع المقاومة نحو 1,000 MPa.
2. مكونات عالية الضغط وعالية الدورات — شفرات ضاغطات، ونوابض صمامات، ووصلات هيدروليكية — حيث تتفوّق المقاومة النوعية (مقاومة لكل وزن) على كل فولاذ شائع.
3. زرعات طبية. الدرجة 5 (ومتغيرها ELI) تسيطر على جراحة العظام لتوافقها الحيوي مع مقاومة التعب؛ ولاحظ أن مادة الدرجات الزرعية تحديدات تركيب أشدّ صرامة من لوح B265 القياسي.

تحتفظ الدرجة 5 بمقاومتها عند حرارة معتدلة (قابلة للاستخدام حتى نحو 400 °C في تطبيقات كثيرة)، بينما تلين درجات CP مبكرًا.

اختلافات تصنيع تفاجئ المشترين أول مرة

• اللحام. الدرجتان تحتاجان حماية غاز خامل على الوجه والجذر والظهر — التيتانيوم يصبح هشًّا مع امتصاص الأكسجين فوق ~400 °C. الدرجة 1 متسامحة؛ واختيار حشو الدرجة 5 (عادةً حشو مطابق أو ELI) والضبط بين التمريرات أهمّ.
• التشكيل. الدرجة 1 تُثني وتُسحب عميقًا كأوستنيتيك جيد؛ وتشكيل الدرجة 5 يحتاج حرارة للأنصاف الأصيلة الضيقة ويُفضّل تشكيلها ساخنًا عند 700–900 °C للأشكال المركّبة.
• التشغيل الميكانيكي. الدرجتان تُشغَّلان ببطء مع تثبيت متين وتبريد غزير؛ الدرجة 5 تصلّب بالتشغيل وتهتزّ إن كان التثبيت خفيفًا.
• القصّ. القصّ بالبلازما والليزر مقبول بحذر؛ والقصّ بالماء يتجنّب المناطق المتأثرة حراريًا كليةً ويُفضّل للقطع الحرجة.

ملاحظات تآكل: أين تختلف الدرجات

كلاهما يتفوّق على الفولاذ المقاوم للصدأ في خدمة الكلورايد، لكن أنماط الفشل تختلف:

• الدرجة 1 تفوز في الوسائط شديدة التأكسد وهي المعيار لكلور رطب وهيبوكلوريت وأنابيب ماء البحر.
• الدرجة 5 أقل مقاومة قليلًا للأحماض المختزلة والتآكل بالتجويف من درجات CP؛ وللغمرة في ماء البحر مع تجاويف، يفضّل المصمّمون درجات CP أو الفولاذ المقاوم للصدأ ذو الطورين بدلًا منها.
• لا ينبغي لأي من الدرجتين أن تلامس كلورًا جافًا أو أكسجينًا نقيًا تحت ضغط — التيتانيوم يتفاعل بعنف؛ ملاحظة سلامة قياسية لا ادعاء تسويقيًا.

إن خلطت الخدمة تآكلًا كلوريًا مع حمل هيكلي — درابزينات بحرية، ومشابك رافعات — فجواب شائع هيكل من الدرجة 5 مع أجزاء ملامسة من CP أو دوبلكس.

كيف تحدد دون شراء زائد

1. اذكر الوسط والتركيز والدرجة حرارة — أغلب اختيارات التيتانيوم تنهار إلى «درجة 1 مقابل درجة 5» بمجرد معرفة هذه.
2. اعطِ مسار الحمل لا المادة فقط: «حامل، 20 kN ساكن» يعطي الدرجة الصحيحة؛ و«لوح تيتانيوم، قوي» يعطي فاتورة باهظة.
3. اطلب أن يتضمن MTC الغازات بينية (O, N, H, Fe) — محتوى الأكسجين هو المتغيّر الخفي الذي يحرّك مقاومة التيتانيوم CP.
4. أكّد الحالة صراحةً: مُلَدَّنة للتشكيل، وSTA فقط حيث يستخدم التصميم المقاومة الإضافية.

اعمل مع Yuze Metal

تأسّست Yuze Metal Limited عام 2012 في ووشي بالصين، وتورّد التيتانيوم والفولاذ المقاوم للصدأ وسبائك النيكل ومنتجات الألومنيوم إلى أكثر من 60 دولة، بإيرادات سنوية تتجاوز 300,000 طن وشهادة اختبار مصنع مع كل دفعة. تُشحن ألواح التيتانيوم لدينا بعرض 600–2000 mm، مُلَدَّنة أو STA حسب المواصفة، مع دعم القص والتشكيل من النموذج الأولي حتى كميات الإنتاج. اكتبوا إلينا على sales@yuzemetal.com أو راسلوا عبر WhatsApp؛ نرد سريعًا.