İki farklı tasarım sorusu
Bir eşanjör parçasında akışkanla temas ve şekillendirme kolaylığı belirleyici olabilir. Hafif bir taşıyıcı bileşende ise aynı hacimde daha yüksek mekanik kapasite istenebilir. Grade 2 ve Grade 5 karşılaştırması bu iki soruyu ayırarak başlamalıdır. Titanyumun düşük yoğunluğu her ikisi için ilgi çekicidir, fakat yoğunluk benzerliği aynı görevde değiştirilebilir olduklarını göstermez. Kesit, bağlantı biçimi ve izin verilen deformasyon, yalnız çekme dayanımı kadar önem taşır. Önce parçanın hangi nedenle titanyumdan istendiğini netleştirmek, gereksiz yüksek dayanım arayışını veya yetersiz mekanik seçimi önler. Mevcut tasarımın şartnamesi varsa başlangıç noktası bu belgedir.
Ticari saf yapı ile alfa-beta alaşımı
Grade 2, UNS R50400 kimliğindeki ticari saf titanyumdur. Grade 5 ise UNS R56400 olarak tanımlanan Ti-6Al-4V alaşımıdır; alüminyum ve vanadyum katkıları farklı bir mekanik ve metalurjik yapı oluşturur. Grade 5’in yüksek özgül dayanımı, onu yük taşıyan işlenmiş parçalarda değerlendirmeye açar. Grade 2’nin şekillendirme ve proses uygulamalarındaki yeri ise farklıdır. Bu ayrımı yalnız “yumuşak” ve “sert” diye özetlemek eksik kalır. Isıl durum, kesit ve deney yönü bilinmeden verilen iki sayıyı karşılaştırmak da sağlıklı bir seçim sağlamaz. Karşılaştırma aynı ürün biçimi ve tanımlı teslim koşulları üzerinden yapılmalıdır.
Korozyon seçimi ayrı bir eksendir
Daha yüksek mekanik dayanım, her kimyasal ortamda daha yüksek korozyon dayanımı anlamına gelmez. Grade 2’nin değerlendirildiği bir proses parçasını Grade 5’e çevirmek, yalnız yük hesabıyla gerekçelendirilemez. Akışkanın bileşimi, sıcaklığı, temizlik koşulları ve dar birleşimlerdeki ortam ayrıca incelenir. Genel “titanyum paslanmaz” yaklaşımı, prosesin ayrıntılarını görünmez kılar. Benzer şekilde Grade 5 seçilmiş bir taşıyıcı parçanın, yalnız korozif ortam gerekçesiyle Grade 2’ye dönüştürülmesi mekanik açıdan sorun yaratabilir. İşletme ortamı ile yük gereksinimi aynı değerlendirmede bulunmalı, fakat birbirinin yerine kanıt olarak kullanılmamalıdır. Mevcut hasar biçimi bu ayrımı açıklamakta yararlı olabilir.
Örneğin aynı tesisteki dış taşıyıcı ile akışkana temas eden ince astarın ikisinin de titanyum olması, ortak kalite seçimini zorunlu kılmaz. Biri yük ve kütle nedeniyle, diğeri ortam ve üretim gereği bu malzemeye yönelmiş olabilir. Parça görevini ayırmak, bütün ekipmanı tek kaliteye indirgeyen gereksiz bir varsayımı kaldırır.
İmalat yolu malzeme kadar önemlidir
Derin şekillendirilmiş sac, kaynaklı boru birleşimi ve çubuktan işlenmiş parça farklı üretim hazırlığı ister. Ticari saf titanyum için kabul edilmiş bir büküm yaklaşımı Grade 5’e doğrudan taşınmaz. Talaşlı imalatta takım teması, rijit bağlama ve ısı yönetimi her iki kalite için önem taşır; aynı kesme parametresinin geçerli olduğu varsayılmaz. Kaynak ve sıcak işlemlerde yüzey temizliği ile gaz koruması da korunmalıdır. Grade 5 için tavlı teslim ile çözeltiye alınmış ve yaşlandırılmış durumun ayrılması gerekir. Sonradan yapılacak işlem, başlangıç malzemesinden beklenen özelliklerle birlikte planlanmalıdır. Ham ölçü ve bitmiş parça toleransı ayrı tarif edilmelidir.
Karşılaştırmayı tamamlayan bilgiler
Kalite seçimi kesinleşmeden önce ürün biçimi ve geçerli standardın aynı ihtiyacı tarif ettiğinden emin olun. Grade 5 için AMS 4911 düz ürünlerle, AMS 4928 çubuk ve dövme gibi biçimlerle ilişkilidir; bu örnekler birbirinin yerine kullanılmaz. Belge ve test kapsamı parçanın uygulamasına göre belirlenir. ELI gereksinimi varsa standart Grade 5’ten ayrı yazılır. Bir sonraki adım, aşağıdaki sorulara verilen cevaplarla somut bir hammadde talebi oluşturmaktır. Tasarımdaki zorunlu koşullar ile tercih edilebilir özellikleri ayırmak, seçeneklerin teknik ve ticari açıdan daha açık karşılaştırılmasını sağlar.
- Titanyum seçim nedeni: korozyon, kütle, yük veya bunların birleşimi mi?
- Parça bükülecek, kaynaklanacak veya yoğun talaş kaldırılarak mı üretilecek?
- Çizim, ürün standardı ve teslim durumu hangileri?