แท่งไทเทเนียม – โลหะที่ยืดหยุ่นและมีความแข็งแรงสูงสำหรับความต้องการของคุณ

เหตุใดแท่งไทเทเนียมจึงมีประสิทธิภาพเหนือกว่าโลหะทั่วไป

แถบไทเทเนียม ให้อัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักที่ไม่มีใครเทียบได้ ซึ่งสูงถึงสองเท่าของเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ในขณะที่ต้านทานการกัดกร่อนในน้ำทะเล คลอรีน และของเหลวในร่างกาย ไม่ว่าการใช้งานจะเป็นอุปกรณ์ยึดสำหรับการบินและอวกาศที่ได้รับการรับรองหรือไม่ มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 การปลูกถ่ายกระดูกและข้อควบคุมโดย มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM F136 และ ISO 5832-3 หรือตัวเรือนอับเฉาใต้ทะเลลึกที่ระดับความลึก 6,000 ม. แท่งไทเทเนียมให้ความสมบูรณ์ของโครงสร้างที่ไม่มีโลหะอื่นใดในเชิงพาณิชย์ที่สามารถเทียบเคียงได้ในน้ำหนักที่เทียบเคียงได้

คู่มือนี้นำเสนอข้อมูลเชิงกล การเปรียบเทียบแต่ละเกรด การใช้งานเฉพาะอุตสาหกรรม ข้อควรพิจารณาเกี่ยวกับการตัดเฉือน และคำตอบสำหรับคำถามด้านการจัดซื้อที่เร่งด่วนที่สุด เพื่อให้วิศวกรและผู้ซื้อสามารถระบุสต็อกแท่งที่ถูกต้องตั้งแต่การสั่งซื้อครั้งแรก

การจำแนกประเภทวัสดุและเกรดหลัก

สต็อกแท่งไทเทเนียมแบ่งออกเป็น เกรดบริสุทธิ์เชิงพาณิชย์ (CP) และ เกรดโลหะผสมไทเทเนียม . เกรด CP ทั้งสี่ (เกรด 1–4) แตกต่างกันเฉพาะในปริมาณออกซิเจนและธาตุเหล็ก เกรดโลหะผสมจะแนะนำองค์ประกอบต่างๆ เช่น อะลูมิเนียมและวานาเดียมเพื่อใช้ในการออกแบบโปรไฟล์ทางกลเฉพาะ

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 – ความสามารถในการขึ้นรูปสูงสุด

ความต้านแรงดึงขั้นสูงสุด (UTS): ขั้นต่ำ 240 MPa; ความแข็งแรงของผลผลิต: ขั้นต่ำ 170 MPa; ความหนาแน่น: 4.51 ก./ซม.³. บาร์ชั้นประถมศึกษาปีที่ 1 ปกครองโดย มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 Grade 1 เป็นเกรด CP ที่อ่อนที่สุด เป็นที่นิยมสำหรับแผ่นท่อโรงงานกรองน้ำทะเล ซับในเครื่องปฏิกรณ์เคมี และการหุ้มสถาปัตยกรรมที่จำเป็นต้องขึ้นรูปเย็น

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 – ม้านั่งทำงานทั่วไป

UTS: ขั้นต่ำ 345 MPa; ความแข็งแรงของผลผลิต: ขั้นต่ำ 275 MPa; การยืดตัว: ขั้นต่ำ 20% เกรด CP ที่มีจำหน่ายกันอย่างแพร่หลายที่สุด การใช้งานต่างๆ ได้แก่ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนใต้ทะเลนอกชายฝั่ง เพลาใบพัดสำหรับเดินทะเล และอุปกรณ์แปรรูปเคมีไฟฟ้า มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 Grade 2 และ ISO9001 การรับรองโรงงานเป็นข้อกำหนดมาตรฐาน

เกรด 4 – CP ไทเทเนียมที่มีความแข็งแกร่งสูงสุด

UTS: ขั้นต่ำ 550 MPa; ความแข็งแรงของผลผลิต: ขั้นต่ำ 483 MPa ใช้ในส่วนประกอบการผ่าตัดฝังเทียมและท่อเคมีแรงดันสูง ซึ่งต้องหลีกเลี่ยงองค์ประกอบโลหะผสมเนื่องจากความเข้ากันได้ทางชีวภาพหรือเหตุผลการกัดกร่อน

เกรด 5 (Ti-6Al-4V) – มาตรฐานทองคำด้านการบินและอวกาศและการแพทย์

UTS: ขั้นต่ำ 950 MPa; ความแข็งแรงของผลผลิต: ขั้นต่ำ 880 MPa; ความหนาแน่น: 4.43 ก./ซม. ; ขีดจำกัดความเหนื่อยล้า (10รอบ): ~620 MPa โลหะผสมอัลฟาเบต้าประกอบด้วยอลูมิเนียม 6% และวานาเดียม 4% ปกครองโดย มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 Grade 5 สำหรับบาร์อุตสาหกรรมและ อมส 4928 สำหรับการบินและอวกาศ โดยมีอิทธิพลเหนือการตีขึ้นรูปใบพัดกังหัน โครงโครงสร้างเครื่องบิน แขนกันสะเทือนของรถแข่ง และก้านออร์โทพีดิกส์รอบสูง

เกรด 23 (Ti-6Al-4V ELI) – การปรับปรุงเกรดรากฟันเทียม

UTS: ขั้นต่ำ 860 MPa; ความแข็งแรงของผลผลิต: ขั้นต่ำ 795 MPa; ปริมาณออกซิเจน ≤ 0.13 โดยน้ำหนัก% เคมีคั่นระหว่างหน้าต่ำพิเศษ (ELI) ช่วยลดออกซิเจน ไนโตรเจน และเหล็ก เพื่อปรับปรุงความทนทานต่อการแตกหักและการต้านทานความเมื่อยล้าในสภาพแวดล้อมการโหลดแบบวน มาตรฐานบังคับสำหรับการปลูกถ่ายกระดูกแบบรับน้ำหนัก: มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM F136 และ ISO 5832-3 . ใช้ในก้านสะโพกโคนขา กรงระหว่างลำตัว และเหล็กค้ำยันฟัน

เกรด 7 (Ti-0.2Pd) – ทนทานต่อสารเคมีที่เหนือกว่า

การเติมแพลเลเดียม (0.12–0.25%) ช่วยลดอัตราการกัดกร่อนในกรดรีดิวซ์ เช่น ไฮโดรคลอริกและซัลฟิวริกได้อย่างมาก แนะนำให้ใช้กับอุปกรณ์กระบวนการทางเคมีที่เกรด 2 อาจเกิดการกัดกร่อนจากรอยแยก ปกครองโดย มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 Grade 7 .

ข้อมูลประสิทธิภาพทางกล: แท่งไทเทเนียมเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม 316L

ตารางด้านล่างช่วยให้สามารถวิเคราะห์การทดแทนโดยตรงได้ ค่าไทเทเนียมทั้งหมดอ้างอิงถึงแท่งอบอ่อนต่อ ASTM B348; ค่า 316L อ้างอิงถึงแท่งอบอ่อน ASTM A276

ประเด็นสำคัญ: แท่งไทเทเนียมเกรด 5 มีความแข็งแรงจำเพาะสูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิม 316L ถึง 3.5 เท่า ในขณะที่มีน้ำหนักน้อยลง 45% ต่อหน่วยปริมาตร ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญสำหรับโครงสร้างที่มีความสำคัญต่อน้ำหนัก

การใช้งานเฉพาะอุตสาหกรรมและมาตรฐานที่ใช้บังคับ

การบินและอวกาศและกลาโหม

แท่งไทเทเนียมมีน้ำหนักประมาณ 15–20% ของน้ำหนักโครงสร้างในเครื่องบินพาณิชย์ยุคถัดไป การใช้งานที่สำคัญได้แก่:

• ตัวยึดและสลักเกลียวของเฟรมเครื่องบิน (ชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 อมส 4928 , NAS 1352 series) — เปลี่ยนโบลต์เหล็กด้วยการปรับน้ำหนักหนึ่งในสาม
• การตีขึ้นรูปแผ่นดิสก์คอมเพรสเซอร์ และ turbine blade root bars ( อมส 4928 / AMS 4965 ) ที่อุณหภูมิต่อเนื่อง 315 °C
• ตัวเรือนตัวกระตุ้นไฮดรอลิก และ landing-gear beam blanks where fatigue life exceeding 10⁸ cycles is mandatory
• คานโครงขีปนาวุธไฮเปอร์โซนิก (เกรด 5 หรือเบต้า-ซี, มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 Grade 19 )

การปลูกถ่ายทางการแพทย์และกระดูกและข้อ

ความสามารถในการรวมตัวของกระดูกของไททาเนียม ซึ่งเป็นการยึดเกาะโดยตรงกับกระดูกที่มีชีวิตโดยไม่มีส่วนต่อประสานของเนื้อเยื่อเส้นใย ทำให้ไม่สามารถทดแทนได้ในการปลูกถ่ายที่รับน้ำหนัก เกรด 23 บาร์ ( มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM F136, ISO 5832-3 ) ได้รับคำสั่งสำหรับ:

• ต้นขาสะโพก และ acetabular shell blanks — machined from 50–80 mm diameter bar
• สกรูกระดูกสันหลัง และ interbody cage frames — torque-critical thread roots require tight fatigue data
• แถบยึดรากฟันเทียม ผลิตโดยระบบ CAD/CAM — เกรด 4 หรือเกรด 23 ต่อ ISO10271
• แผ่นยึดการบาดเจ็บและเล็บไขกระดูก — โดยที่ความเข้ากันได้ของ MRI (ไม่ใช่เฟอร์โรแมกเนติก) เป็นสิ่งจำเป็น

วิศวกรรมทางทะเลและใต้ทะเล

อัตราการกัดกร่อนของแท่งไทเทเนียมในน้ำทะเลได้อย่างมีประสิทธิภาพ 0.025 มม./ปี —เทียบกับ 0.5–1.5 มม./ปีสำหรับ 316L—ทำให้สามารถมีรอบการบริการโดยไม่ต้องบำรุงรักษาเป็นเวลา 25 ปี การใช้งานที่สำคัญ:

• ถังรับแรงดันใต้ทะเลลึกและแท่งผูกถังบัลลาสต์ พิกัด 600 บาร์ (ความลึก 6,000 ม.) โดยใช้เกรด 5 บาร์ต่อ มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348
• การตีขึ้นรูปเพลาใบพัด สำหรับเรือรบ — เกรด 2 ให้ภูมิคุ้มกันต่อการกัดกร่อนโดยไม่มีแอโนดบูชายัญ
• แผ่นท่อแลกเปลี่ยนความร้อนของโรงงานแยกเกลือ ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 ต่อ มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 และ ASME SB-348
• สลักเกลียวรากใบพัดกังหันน้ำขึ้นน้ำลง และ mooring anchor pins in Grade 5

การแปรรูปทางเคมีและพลังงาน

ในโรงงานคลออัลคาไลและเครื่องปฏิกรณ์เคมีเปียก ไทเทเนียมมีประสิทธิภาพเหนือกว่า Hastelloy ในราคาต่อหน่วยปริมาตรที่ต่ำกว่า การใช้งานเฉพาะได้แก่:

• รองรับอิเล็กโทรดเซลล์อิเล็กโทรไลต์ — บาร์เกรด 1 สำหรับค่าการนำไฟฟ้าและการขึ้นรูปสูงสุด
• เพลาเครื่องปฏิกรณ์กรดไนตริกและกรดอะซิติก — บาร์เกรด 2 อุณหภูมิการใช้งานสูงถึง 250 °C
• เพลาปั๊มกรดไฮโดรคลอริก — เกรด 7 (Ti-0.2Pd, มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 Grade 7 ) โดยที่การกัดกร่อนของรอยแยกของกรดรีดิวซ์ถือเป็นโหมดความล้มเหลว
• ตัวยึดภาชนะเก็บขยะนิวเคลียร์ — เกรด 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) สำหรับความแข็งแรงรวมและความต้านทานต่อกรดลดลง

มอเตอร์สปอร์ตและยานยนต์สมรรถนะสูง

กฎข้อบังคับของ Formula 1 อนุญาตให้ใช้ไทเทเนียมในโครงระบบกันสะเทือน เพลาเกียร์ และตัวยึดล้อ ซึ่งการลดน้ำหนักจะส่งผลโดยตรงต่อเวลารอบ บาร์เกรด 5 กลึงเพื่อ อมส 4928 ให้ น้ำหนักลดลง 40% เหนือกว่าส่วนประกอบเหล็กที่เทียบเท่ากันโดยไม่มีการสูญเสียอายุการใช้งานความล้าที่เกณฑ์รอบ 10⁷

ขนาดมาตรฐานและข้อกำหนดการจัดซื้อ

แท่งไทเทเนียมมีจำหน่ายทั้งแบบกลม หกเหลี่ยม สี่เหลี่ยม และแบน (สี่เหลี่ยม) ตารางต่อไปนี้สรุปขนาดสต็อคมาตรฐานและข้อกำหนดเฉพาะที่ใช้บังคับ

ตัวเลือกการตกแต่งพื้นผิว ได้แก่ : รีดร้อนขจัดตะกรัน (HRD) , อบอ่อนแบบดึงเย็น (CDBA) และกราวด์แบบไม่มีศูนย์กลาง (ความคลาดเคลื่อน ±0.05 มม.) การใช้งานด้านการบินและอวกาศและการแพทย์โดยทั่วไปกำหนดให้แท่งกราวด์แบบไม่มีศูนย์กลางพร้อมใบรับรองโรงสีที่ตรวจสอบย้อนกลับถึงเลขความร้อน

การตัดเฉือนแท่งไทเทเนียม: ความท้าทายและแนวทางปฏิบัติที่ดีที่สุด

ค่าการนำความร้อนต่ำของไทเทเนียม ( 6.7 W/m·K สำหรับชั้นประถมศึกษาปีที่ 5 เทียบกับ 16.3 W/m·K สำหรับ 316L) ทำให้เกิดความร้อนสะสมที่คมตัด แทนที่จะกระจายผ่านชิป หากไม่มีพารามิเตอร์กระบวนการที่ถูกต้อง คมตัดที่สะสม การแข็งตัวของงาน และการครูดของเครื่องมือ ส่งผลให้เม็ดมีดเสียหายอย่างรวดเร็วและการปฏิเสธขนาด

พารามิเตอร์การกลึงที่แนะนำสำหรับบาร์เกรด 5

• ความเร็วตัด: 40–60 ม./นาที (เม็ดมีดไม่เคลือบคาร์ไบด์หรือเคลือบ TiAlN, ISO K10–K20)
• อัตราการป้อน: 0.15–0.30 มม./รอบ เพื่อรักษาเศษหักและหลีกเลี่ยงการเสียดสี
• ความลึกของการตัด: ขั้นต่ำ 0.5 มม. เพื่อตัดด้านล่างชั้นแข็งจากการผ่านครั้งก่อน
• น้ำยาหล่อเย็น: จำเป็นต้องมีระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นแรงดันสูงที่ ≥ 70 บาร์ มุ่งตรงไปที่บริเวณการตัด
• รูปทรงเครื่องมือ: มุมบวกที่แหลมคม (5°–15°) เพื่อลดแรงตัดและการสร้างความร้อน

หมายเหตุการกัดและการเจาะ

สำหรับการกัดแท่งเกรด 5 ให้ปีนขึ้นไปกัด (ธรรมดา: หลีกเลี่ยง) ด้วย ดอกเอ็นมิลล์เคลือบ TiAlN 3–5 ฟัน ที่ความเร็วพื้นผิว 60–80 ม./นาที ช่วยรักษาอายุการใช้งานของเครื่องมือให้สูงกว่า 30 นาทีต่อคมตัด การเจาะต้องใช้น้ำหล่อเย็นผ่านสปินเดิล รอบการเจาะแบบจิกที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1× ป้องกันการอัดเศษและการจับความร้อนในรูลึก

เครื่องจักรเกรด CP (เกรด 1–2) โดยประมาณ ง่ายขึ้น 30% กว่าเกรด 5 เนื่องจากมีความแข็งแรงต่ำกว่า แต่ลักษณะเหนียวของพวกมันยังคงต้องใช้เครื่องมือที่คมและการควบคุมเศษเป็นบวก

ข้อกำหนดการประกันคุณภาพและการรับรอง

การจัดซื้อแท่งไทเทเนียมสำหรับการใช้งานที่สำคัญจะต้องระบุสายโซ่เอกสารต่อไปนี้เพื่อให้มั่นใจถึงความสามารถในการตรวจสอบย้อนกลับและการปฏิบัติตามข้อกำหนด:

1. ใบรับรองการทดสอบโรงงาน (MTC) ตามมาตรฐาน EN 10204 3.1 หรือ 3.2 — องค์ประกอบทางเคมีที่ติดตามเลขความร้อนและผลการทดสอบทางกลได้
2. มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM B348 or AMS 4928 compliance statement — การยืนยันความสอดคล้องข้อกำหนดตามเกรดที่เกี่ยวข้อง
3. รายงานการทดสอบอัลตราโซนิก (UT) — บังคับสำหรับแท่งอากาศยานที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง > 50 มม. ตาม AMS 2631 / ASTM E2375
4. การวิเคราะห์ทางเคมี (OES หรือ ICP) — การตรวจสอบปริมาณออกซิเจนสำหรับเกรด 23 ELI (≤ 0.13 wt%) ต่อ ASTM F136
5. ISO9001:2015 / AS9100D Quality Management System certificate จากโรงงานผลิต — เป็นที่ต้องการของ OEM ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและการแพทย์ระดับ Tier 1
6. ประกาศ REACH / RoHS สำหรับเกรด 7 (เนื้อหาแพลเลเดียมต้องมีการเปิดเผยแร่ที่มีข้อขัดแย้งในห่วงโซ่อุปทานของสหภาพยุโรป)

คู่มือการเลือกเกรดตามการสมัคร

คำถามที่พบบ่อย

คำถามที่ 1: แท่งไทเทเนียมเกรด 5 และเกรด 2 แตกต่างกันอย่างไร และฉันควรเลือกอย่างไร

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 เป็นไทเทเนียมบริสุทธิ์ในเชิงพาณิชย์: ไม่มีองค์ประกอบผสม UTS 345 เมกะปาสคาล ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และขึ้นรูปเย็นได้ง่าย เป็นตัวเลือกที่คุ้มค่าสำหรับอุปกรณ์กระบวนการทางเคมี เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนทางทะเล และเครื่องมือทางการแพทย์ที่ไม่รับภาระทางโครงสร้าง เกรด 5 (Ti-6Al-4V) เป็นโลหะผสมอัลฟ่า-เบต้าด้วย UTS 950 เมกะปาสคาล —แข็งแกร่งขึ้นเกือบ 3 เท่า—แต่มีราคาสูงกว่า 20–30% ต่อกิโลกรัม และตัดเฉือนได้ยากกว่ามาก เลือกเกรด 5 เมื่อใดก็ตามที่ส่วนประกอบต้องรับน้ำหนัก วิกฤตต่อความเมื่อยล้า หรือต้องลดน้ำหนักให้เหลือน้อยที่สุด เลือกเกรด 2 เมื่อความต้านทานการกัดกร่อนเป็นตัวขับเคลื่อนหลักและภาระทางกลต่ำ

คำถามที่ 2: เหตุใดแท่งไทเทเนียมจึงตัดเฉือนได้ยากเมื่อเทียบกับเหล็กกล้าไร้สนิม

คุณสมบัติสามประการรวมกันเพื่อทำให้ไทเทเนียมมีความท้าทาย: (1) ค่าการนำความร้อนต่ำ (6.7 W/m·K) หมายความว่าความร้อนไม่สามารถเล็ดลอดผ่านเศษได้ เนื่องจากความร้อนจะสะสมอยู่ที่ปลายเครื่องมือ ทำให้เกิดการสึกหรอเร็วขึ้น (2) ปฏิกิริยาเคมีสูง ที่อุณหภูมิสูงจะทำให้ไททาเนียมเชื่อม (น้ำดี) เข้ากับคมตัด ทำให้เกิดการสะสมของคมตัด (3) งานแข็งตัว —พื้นผิวจะแข็งตัวในแต่ละรอบ ดังนั้นรอบถัดไปจะต้องตัดด้านล่างชั้นนั้น การจัดการความเร็วตัดอย่างถูกต้อง (≤ 60 ม./นาที) ระบบจ่ายน้ำหล่อเย็นแรงดันสูง (≥ 70 บาร์) เครื่องมือคราดบวกที่คมกริบ และระยะกินลึกขั้นต่ำ 0.5 มม. ช่วยแก้ปัญหาทั้งสามปัญหาและให้อายุการใช้งานเครื่องมือที่คาดการณ์ได้

คำถามที่ 3: แท่งไทเทเนียมสามารถเข้ากันได้ทางชีวภาพอย่างแท้จริงหรือไม่ มาตรฐานอะไรยืนยันเรื่องนี้?

ใช่. ไทเทเนียมสร้างชั้น TiO₂ ออกไซด์ที่เฉื่อยและเสถียร ซึ่งป้องกันการปล่อยไอออนเข้าสู่เนื้อเยื่อ หลักฐานทางคลินิกหลายทศวรรษยืนยันความเป็นพิษต่อเซลล์เล็กน้อย และไม่มีรายงานการตอบสนองต่อการแพ้อย่างเป็นระบบ ต่างจากโลหะผสมที่มีนิกเกิล สำหรับการปฏิบัติตามกฎระเบียบ ความเข้ากันได้ทางชีวภาพจะอยู่ภายใต้การควบคุมของ ISO 10993-1 (การประเมินทางชีวภาพของอุปกรณ์การแพทย์) และ ISO 10993-5 (การทดสอบความเป็นพิษต่อเซลล์) ความสอดคล้องระดับวัสดุได้รับการยืนยันโดย มาตรฐาน มาตรฐาน มาตรฐาน ASTM F136 (เกรด 23 สำหรับรากฟันเทียม) และ ISO 5832-3 . โปรดทราบว่าผู้ป่วยบางรายแสดงความไวต่อวานาเดียม ในกรณีดังกล่าว โลหะผสมที่ปราศจากวาเนเดียม เช่น Ti-6Al-7Nb (ISO 5832-11) ระบุไว้แทน

คำถามที่ 4: สามารถเชื่อมแถบไทเทเนียมได้หรือไม่ และต้องมีข้อควรระวังอะไรบ้าง

สามารถใช้แท่งไทเทเนียมเชื่อมได้ การเชื่อม GTAW (TIG) ด้วยลวดตัวเติมเกรดตรง ข้อกำหนดที่สำคัญคือ การป้องกันก๊าซเฉื่อย : ไทเทเนียมดูดซับออกซิเจน ไนโตรเจน และไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูงกว่า 400 °C ทำให้เกิดการเปราะ สิ่งนี้ต้องการแผ่นป้องกันแก๊สต่อท้ายและด้านหลัง (อาร์กอน 99.999%) ความสะอาดบริเวณรอยเชื่อม (เช็ด IPA ไม่ใช้จาระบี) และการควบคุมอุณหภูมิระหว่างผ่านอย่างเข้มงวดที่อุณหภูมิต่ำกว่า 150 °C คุณภาพการเชื่อมได้รับการตรวจสอบตาม AWS D1.9 (โครงสร้างไทเทเนียม) หรือ ASME มาตรา 9 (อุปกรณ์แรงดัน). การอบชุบด้วยความร้อนหลังการเชื่อม (PWHT) ที่อุณหภูมิ 540–600 °C ในสุญญากาศหรืออาร์กอนจะใช้เพื่อบรรเทาความเค้นตกค้างในการเชื่อมเกรด 5

คำถามที่ 5: แท่งไทเทเนียมเปรียบเทียบกับอะลูมิเนียมอัลลอยด์เพื่อการลดน้ำหนักในอวกาศได้อย่างไร

อลูมิเนียมอัลลอยด์ (เช่น 7075-T6: UTS 572 MPa, ความหนาแน่น 2.81 g/cm³, ความแข็งแรงจำเพาะ ~204 MPa·cm³/g) เท่ากันหรือสูงกว่าไทเทเนียมเกรด 5 เล็กน้อยในด้านความแข็งแรงจำเพาะที่อุณหภูมิห้อง อย่างไรก็ตาม ไทเทเนียมยังคงอยู่ คุณสมบัติทางกลเต็มรูปแบบถึง 315 °C โดยที่อะลูมิเนียมจะสลายตัวอย่างรวดเร็วเกิน 150 °C ไทเทเนียมยังให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่เหนือกว่าโดยไม่ต้องมีการปรับสภาพพื้นผิว และมีค่าเกณฑ์ความล้าที่สูงกว่า ทางเลือกทางวิศวกรรมคือ: อะลูมิเนียมสำหรับโครงสร้างที่ไม่ใช้ความร้อนและคำนึงถึงต้นทุน ไทเทเนียมสำหรับการใช้งานในพื้นที่ร้อน วิกฤตต่อความล้า หรือมีฤทธิ์กัดกร่อน โดยที่มวลยังถูกจำกัด