เกรด 6 ท่อไทเทเนียม Ti-5Al-2.5Sn

 

นามธรรม

เกรด 6 โลหะผสมไทเทเนียม Ti-5Al-2.5Sn ขึ้นชื่อในด้านคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมและ การกร่อน ความต้านทาน, ทำให้เหมาะสมกับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง, โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ. บทความนี้จะให้การวิเคราะห์เกรดอย่างละเอียดถี่ถ้วน 6 ท่อไทเทเนียม Ti-5Al-2.5Sn, ครอบคลุมคุณสมบัติของวัสดุ, กระบวนการผลิต, การใช้งาน, ขนาด, ตารางพารามิเตอร์, และแนวโน้มของตลาด.

---

บทนำ

เกรด 6 Ti-5Al-2.5Sn เป็นโลหะผสมไทเทเนียมที่ประกอบด้วย 5% อลูมิเนียมและ 2.5% เชื่อ. ใช้เป็นหลักในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศเนื่องจากมีความสามารถในการเชื่อมที่ดี, อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง, และต้านทานต่อความล้าและการแตกร้าว. โลหะผสมนี้มีคุณค่าอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความสำคัญต่อความแข็งแรงสูงและน้ำหนักเบา.

---

คุณสมบัติของวัสดุ

องค์ประกอบทางเคมี

ธาตุ	เปอร์เซ็นต์ (%)
ไทเทเนียม (Ti)	สมดุล
ความเหนียวสูง (อัล)	5.0
ดีบุก (sn)	2.5
องค์ประกอบอื่นๆ (สูงสุด)	0.3

คุณสมบัติทางกล

คุณสมบัติ	ความคุ้มค่า
ความแข็งแรง	895 MPa (130 ms /)
ความแข็งแรงให้ผลผลิต	825 MPa (120 ms /)
ยืดตัว	10%
โมดูลัสความยืดหยุ่น	113.8 เกรดเฉลี่ย (16.5 x 10^6 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)
ความหนาแน่น	4.48 ก./ซม.³
ความแข็ง (ร็อคเวลล์ บี)	95
การนำความร้อน	6.7 W/ม·เค
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว	8.6 ไมโครเมตร/เมตร·เค

คุณสมบัติทางกายภาพ

• ความต้านทานการกัดกร่อน: ทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อนได้ดีเยี่ยม, รวมถึงน้ำทะเลด้วย.
• อุณหภูมิสูง ผลงาน: รักษาความแข็งแรงและเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูงถึง 400°C (752° F).
• ต้านทานความเมื่อยล้า: ต้านทานความล้าและการเจริญเติบโตของรอยแตกร้าวได้สูง, ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานโหลดแบบวน.

---

กระบวนการผลิต

การขึ้นรูปท่อ

1. การอัดขึ้นรูป: เหล็กแท่งไทเทเนียมถูกให้ความร้อนและอัดขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์ หลอด.
2. การทํางานเย็น: ท่อผ่านกระบวนการเย็นเพื่อให้ได้คุณสมบัติทางกลและขนาดที่ต้องการ.
3. ยังเป็นที่รู้จักกันในนามการดับและการแบ่งเบาบรรเทา: ใช้ความร้อนเพื่อลดความเครียดและปรับปรุงความเหนียว.

เชื่อม

• ทีไอจี (ก๊าซเฉื่อยทังสเตน) เชื่อม: นิยมใช้สำหรับงานเชื่อมเกรด 6 Ti-5Al-2.5Sn เนื่องจากความแม่นยำและการควบคุม.
• การเชื่อมลำแสงอิเล็กตรอน: ใช้สำหรับการเชื่อมคุณภาพสูงในการใช้งานที่สำคัญ.

การรักษาพื้นผิว

• กัดกรด: ขจัดออกไซด์ของพื้นผิวและสิ่งสกปรกเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน.
• ทู่: เสริมชั้นออกไซด์ตามธรรมชาติเพื่อป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติม.

---

การใช้งาน

การบินและอวกาศ

• ส่วนประกอบโครงสร้างเครื่องบิน: ใช้ในโครงเครื่องบิน, เกียร์ลงจอด, และองค์ประกอบโครงสร้างอื่นๆ.
• ชิ้นส่วนเครื่องยนต์เจ็ท: เหมาะสำหรับใบพัดคอมเพรสเซอร์และส่วนประกอบอื่นๆ ที่ต้องเผชิญกับอุณหภูมิและความเค้นสูง.

มารีน

• น้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่ง: ใช้ในไรเซอร์, ท่อ, และส่วนประกอบใต้ทะเลเนื่องจากทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม.
• การต่อเรือ: จ้างงานในลำเรือ, ใบพัด, และส่วนสำคัญอื่นๆ.

ทางการแพทย์

• การปลูกถ่ายและขาเทียม: ความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความแข็งแรงสูงทำให้เหมาะสำหรับการปลูกถ่ายและอวัยวะเทียมทางการแพทย์.
• เครื่องมือผ่าตัด: ใช้ในการผลิตเครื่องมือผ่าตัดที่ทนทานและทนต่อการกัดกร่อน.

อุตสาหกรรม

• การแปรรูปทางเคมี: นำไปใช้ในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน, เครื่องปฏิกรณ์, และระบบท่อจัดการสารกัดกร่อน.
• การผลิตไฟฟ้า: ใช้ในใบพัดกังหันและส่วนประกอบอื่นๆ ที่ต้องเผชิญกับอุณหภูมิสูงและสภาพแวดล้อมที่รุนแรง.

---

ขนาดและมาตรฐาน

ขนาดมาตรฐาน

ท่อไทเทเนียมมีหลายขนาด, โดยทั่วไปจะระบุโดยเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) และความหนาของผนัง.

ท่อขนาดที่กำหนด (NPS)	เส้นผ่าศูนย์กลางด้านนอก (OD)	ความหนาของผนัง
1/4″	13.72 มม. (0.540″)	1.65 มม. (0.065″)
1/2″	21.34 มม. (0.840″)	2.11 มม. (0.083″)
1″	33.40 มม. (1.315″)	2.77 มม. (0.109″)
2″	60.33 มม. (2.375″)	3.91 มม. (0.154″)
4″	114.30 มม. (4.500″)	6.02 มม. (0.237″)

มาตรฐาน

• มาตรฐาน ASTM B338: ข้อกำหนดมาตรฐานสำหรับท่อไทเทเนียมและท่อโลหะผสมไทเทเนียมแบบไร้รอยต่อและแบบเชื่อมสำหรับคอนเดนเซอร์และเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน.
• AMS 4940: ข้อมูลจำเพาะของวัสดุการบินและอวกาศสำหรับโลหะผสม Ti-5Al-2.5Sn.

---

ตารางพารามิเตอร์

คุณสมบัติทางกล

พารามิเตอร์	ความคุ้มค่า
ความแข็งแรง	895 MPa (130 ms /)
ความแข็งแรงให้ผลผลิต	825 MPa (120 ms /)
ยืดตัว	10%
โมดูลัสความยืดหยุ่น	113.8 เกรดเฉลี่ย (16.5 x 10^6 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว)
ความหนาแน่น	4.48 ก./ซม.³

คุณสมบัติทางความร้อนและทางกายภาพ

พารามิเตอร์	ความคุ้มค่า
การนำความร้อน	6.7 W/ม·เค
ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว	8.6 ไมโครเมตร/เมตร·เค
จุดหลอมเหลว	1660° C (3020° F)
ความจุความร้อนจำเพาะ	0.523 เจ/จี·เค

---

แนวโน้มตลาด

ไดรเวอร์ความต้องการ

• การเติบโตของอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ: การผลิตเครื่องบินพาณิชย์และเครื่องบินทหารที่เพิ่มขึ้นช่วยเพิ่มความต้องการวัสดุประสิทธิภาพสูง เช่น เกรด 6 ไทเทเนียม.
• การใช้งานทางทะเล: การขยายการสำรวจน้ำมันและก๊าซนอกชายฝั่งทำให้เกิดความต้องการวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อน.
• อุตสาหกรรมการแพทย์: ความต้องการอุปกรณ์ปลูกถ่ายและเครื่องมือผ่าตัดที่เพิ่มขึ้นช่วยกระตุ้นการเติบโต.

การวิเคราะห์ระดับภูมิภาค

• อเมริกาเหนือ: ความต้องการที่สำคัญเนื่องจากการมีอยู่ของผู้ผลิตการบินและอวกาศรายใหญ่และบริษัทอุปกรณ์ทางการแพทย์ขั้นสูง.
• ยุโรป: การเติบโตได้รับแรงหนุนจากอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและยานยนต์.
• เอเชียแปซิฟิก: การพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็วและการขยายตัวในภาคการบินและอวกาศและทางทะเล.

ความท้าทาย

• ค่าใช้จ่ายที่สูง: โลหะผสมไทเทเนียมมีราคาแพงกว่าวัสดุอื่นๆ, ซึ่งสามารถจำกัดการใช้งานในแอปพลิเคชันที่คำนึงถึงต้นทุนได้.
• ความยากลำบากในการประมวลผล: ปฏิกิริยาของไทเทเนียมและจุดหลอมเหลวที่สูงทำให้เกิดความท้าทายในการผลิตและการเชื่อม.

---

ข้อสรุป

เกรด 6 ท่อไทเทเนียม Ti-5Al-2.5Sn นำเสนอประสิทธิภาพที่โดดเด่นในการใช้งานที่มีความต้องการสูงเนื่องจากมีความแข็งแรงสูง, ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม, และเชื่อมได้ดี. คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้เหมาะสำหรับการบินและอวกาศ, มารีน, ทางการแพทย์, และการใช้ในอุตสาหกรรม. แม้จะมีความท้าทาย เช่น ต้นทุนที่สูงและความยากลำบากในการประมวลผล, ความต้องการท่อไทเทเนียมยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง, ขับเคลื่อนโดยความต้องการการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงและความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการผลิต.

---

อ้างอิง

• มาตรฐาน ASTM สำหรับโลหะผสมไทเทเนียมและไทเทเนียม
• ข้อมูลจำเพาะของวัสดุการบินและอวกาศ (AMS)
• รายงานอุตสาหกรรมเกี่ยวกับแนวโน้มและการคาดการณ์ของตลาดไทเทเนียม
• เอกสารทางเทคนิคเกี่ยวกับคุณสมบัติและการใช้งานโลหะผสมไทเทเนียม

---

การวิเคราะห์ที่ครอบคลุมนี้ให้ความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับเกรด 6 ท่อไทเทเนียม Ti-5Al-2.5Sn, ครอบคลุมคุณสมบัติของวัสดุ, กระบวนการผลิต, การใช้งาน, ขนาด, และแนวโน้มของตลาด.

แนวโน้มในอนาคต

ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี

• การผลิตสารเติมแต่ง: การนำเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติมาใช้คาดว่าจะปฏิวัติการผลิตส่วนประกอบไทเทเนียม, ทำให้มีรูปทรงที่ซับซ้อนมากขึ้นและลดการสูญเสียวัสดุ.
• ปรับปรุงเทคนิคการเชื่อม: ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีการเชื่อม, เช่นการเชื่อมด้วยเลเซอร์และการเชื่อมแบบกวนด้วยแรงเสียดทาน, จะช่วยเพิ่มคุณภาพและประสิทธิภาพของการผลิตท่อไทเทเนียม.
• สารเคลือบพื้นผิว: การพัฒนาสารเคลือบขั้นสูงและการปรับสภาพพื้นผิวจะปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและคุณสมบัติการสึกหรอของโลหะผสมไทเทเนียมให้ดียิ่งขึ้น.

ความยั่งยืน

• การรีไซเคิลและการใช้ซ้ำ: การมุ่งเน้นที่ความยั่งยืนมากขึ้นจะผลักดันความพยายามในการรีไซเคิลเศษไทเทเนียม และพัฒนากระบวนการสำหรับการนำส่วนประกอบไทเทเนียมกลับมาใช้ใหม่, จึงช่วยลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม.
• ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน: การวิจัยเกี่ยวกับวิธีการผลิตที่ประหยัดพลังงานมากขึ้นจะช่วยลดต้นทุนโดยรวมและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ของการผลิตไทเทเนียม.

การขยายตลาด

• ตลาดเกิดใหม่: การเติบโตของภาคการบินและอวกาศและอุตสาหกรรมในประเทศเศรษฐกิจเกิดใหม่นำเสนอโอกาสที่สำคัญสำหรับการขยายตลาด.
• แอปพลิเคชั่นใหม่: การสำรวจแอปพลิเคชันใหม่ๆ, เช่นในอุตสาหกรรมยานยนต์สำหรับน้ำหนักเบา, ส่วนประกอบที่มีความแข็งแรงสูง, จะผลักดันความต้องการโลหะผสมไทเทเนียมเพิ่มขึ้น.

---

รับทราบ

ขอขอบคุณเป็นพิเศษสำหรับผู้ให้ข้อมูลและแหล่งข้อมูลต่อไปนี้ที่ให้ข้อมูลเชิงลึกและข้อมูลอันมีค่าสำหรับการวิเคราะห์นี้:

• ผู้เชี่ยวชาญด้านวัสดุศาสตร์: สำหรับข้อมูลทางเทคนิคเกี่ยวกับคุณสมบัติและการใช้งานโลหะผสมไทเทเนียม.
• รายงานอุตสาหกรรม: สำหรับแนวโน้มและการคาดการณ์ของตลาด.
• วรรณกรรมทางเทคนิค: สำหรับข้อมูลโดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการผลิตและมาตรฐาน.

---

ภาคผนวก

ภาคผนวก ก: องค์ประกอบทางเคมีโดยละเอียด

ธาตุ	เปอร์เซ็นต์ (%)
ไทเทเนียม (Ti)	สมดุล
ความเหนียวสูง (อัล)	5.0
ดีบุก (sn)	2.5
ออกซิเจน (O)	≤ 0.2
ไนโตรเจน (N)	≤ 0.05
คาร์บอน (C)	≤ 0.08
ไฮโดรเจน (H)	≤ 0.015
เหล็ก (เฟ)	≤ 0.30
องค์ประกอบอื่นๆ	≤ 0.10 ทุก

### ภาคผนวก ค: ตารางการแปลง

#### ความยาว

| **เมตริก (มม.)** | **อิมพีเรียล (นิ้ว)** |
|-----------------|-----------------------|
| 1 มม.            | 0.03937 นิ้ว        |
| 10 มม.           | 0.3937 นิ้ว         |
| 100 มม.          | 3.937 นิ้ว          |
| 1000 มม.         | 39.37 นิ้ว          |

#### น้ำหนัก

| **เมตริก (กก.)** | **อิมพีเรียล (ปอนด์)**    |
|-----------------|-----------------------|
| 1 กก.            | 2.20462 ปอนด์           |
| 10 กก.           | 22.0462 ปอนด์           |
| 100 กก.          | 220.462 ปอนด์           |
| 1000 กก.         | 2204.62 ปอนด์           |

### ภาคผนวก ง: คำย่อ

- **ของ**: ไทเทเนียม
- **อัล**: ความเหนียวสูง
- **สน**: ดีบุก
- **กรมอุทยานฯ**: ท่อขนาดที่กำหนด
- **จาก**: เส้นผ่าศูนย์กลางด้านนอก
- **มาตรฐาน ASTM**: สังคมอเมริกันสำหรับการทดสอบ และวัสดุ
- **กลุ่มประเทศสมาชิกอาเซียน**: ข้อกำหนดวัสดุการบินและอวกาศ

## อ่านเพิ่มเติม

1. **"ไทเทเนียม: คู่มือทางเทคนิค" โดย แมทธิว เจ. โดนาชี่**: แหล่งข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับไทเทเนียมและโลหะผสม, ครอบคลุมคุณสมบัติ, การประมวลผล, และแอปพลิเคชัน.
2. **"โลหะผสมไทเทเนียม: แผนที่โครงสร้างและคุณลักษณะการแตกหัก" โดย Andrey B. วาซิลีฟ**: แผนที่โดยละเอียดให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคและลักษณะการแตกหักของโลหะผสมไทเทเนียม.
3. **"โลหะผสมไทเทเนียมขั้นสูง" โดย โยชิกิ โอชิดะ**: ภาพรวมที่ครอบคลุมของโลหะผสมไทเทเนียมขั้นสูง, มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาของพวกเขา, คุณสมบัติ, และแอปพลิเคชัน.
โดยให้การวิเคราะห์โดยละเอียดนี้, เราหวังว่าจะนำเสนอความเข้าใจที่ครอบคลุมเกี่ยวกับเกรด 6 ท่อไทเทเนียม Ti-5Al-2.5Sn, เน้นย้ำถึงความสำคัญของพวกเขา, การผลิต, และการใช้งานที่หลากหลาย.