Tubo Quadrado de Titânio 10 mm: Parede, Dureza, Grau

Tubo Quadrado de Titânio 10 mm: Parede, Dureza, Grau

Um tubo quadrado de titânio de 10 mm é comprado pelo seu tamanho externo, mas é decidido por três números que o tamanho não contém: a espessura da parede, o grau e a condição por trás dos números de resistência, e qual superfície foi realmente polida. Esta página fornece a dimensão externa, um comprimento de 1 m, uma dureza de HV200 e um escoamento de 800 MPa, e não diz nada sobre a parede. Essa é a primeira pergunta a ser resolvida antes que qualquer preço tenha significado.

Em uma seção quadrada de 10 mm, a parede pode variar de cerca de 0,8 mm a 2 mm, e essa única escolha muda a massa, a rigidez e a forma como o tubo se comporta sob uma braçadeira por um fator de quase dois. A massa é fácil de prever: multiplique quatro vezes o comprimento lateral médio pela parede, depois pela densidade de 4,51 gramas por centímetro cúbico. Uma parede de 1 mm em um quadrado de 10 mm resulta em 0,16 kg por metro, então uma peça de 1 m pesa tanto quanto um telefone celular. Uma parede de 2 mm é 0,29 kg por metro, e parece um produto diferente na mão.

A rigidez se move mais lentamente do que a massa, porque o segundo momento de um tubo quadrado é a quarta potência do tamanho externo menos a quarta potência do tamanho interno, dividido por doze. Passar de uma parede de 1 mm para uma parede de 2 mm aumenta a rigidez à flexão em cerca de 47% enquanto aumenta a massa em 79%. Indo na direção oposta, de 1 mm para 0,8 mm, perde 15% da rigidez e economiza um quinto do peso. Nada disso pode ser cotado até que a parede seja nomeada, é por isso que um tubo vendido apenas pelo tamanho externo é um tubo vendido na esperança.

A página lista uma dureza de HV200 e uma resistência ao escoamento de 800 MPa com uma tração de 1000 MPa. Leia-os como um par e algo não se alinha. Titânio comercialmente puro na condição recozida fica em torno de HV150 a HV200 e escoa a aproximadamente 275 a 345 MPa para o Grau 2. Grau 5, a liga de trabalho, fica em torno de HV300 a HV350 e escoa perto de 828 MPa com uma tração perto de 895 MPa, que é uma relação escoamento/tração próxima de 0,9 em vez de 0,8 implícito aqui.

Uma dureza de HV200 pertence aos graus puros, e um escoamento de 800 MPa a uma liga cem vezes mais forte ou a uma condição trabalhada a frio. A leitura honesta é que os dois números vêm de lugares diferentes: um pode ser um dado de certificado de moinho, o outro um dado de manual para um grau diferente, e nenhum está ligado à peça que será enviada. A dureza também é uma medição local, feita em uma seção polida de uma parede específica, e em uma parede de 0,8 mm uma indentação pode ser influenciada pela superfície subjacente. Peça o grau, a condição, o padrão de teste e a posição da leitura de dureza em vez de aceitar um par de números que lisonjeiam a página.

Para um tubo que será soldado, o Grau 2 com um escoamento perto de 300 MPa é o material mais fácil: ele aceita uma dobra, tolera uma solda autógena sem material de enchimento, e seu alongamento de cerca de 24 por cento dá à junta um lugar para se mover. Para um tubo que carregará uma carga de braçadeira, o Grau 5 justifica seu preço. Os dois nunca devem ser vendidos sob uma única descrição, e uma página que cita ambos os conjuntos de números em uma única respiração é uma página que não decidiu o que está vendendo.

Um exterior polido em um tubo quadrado de 10 mm é um trabalho direto: as faces planas recebem uma cinta ou um polidor, e o resultado é uma face prateada brilhante com um Ra que pode ser medido. Um interior polido é uma questão diferente. O furo tem 10 mm de diâmetro e até um metro de comprimento, então as únicas ferramentas que alcançam são uma escova, um plugue de feltro ou um fluxo abrasivo, e o acabamento que retorna é irregular ao longo do comprimento e opaco nos cantos, onde quatro raios se encontram.

Essa diferença importa onde quer que o tubo transporte um fluido. Um exterior polido protege a aparência e ajuda uma braçadeira a agarrar; o interior é o que o fluido toca, e um furo deixado como decapado ou laminado manterá uma superfície mais áspera onde os depósitos se assentam e as fendas começam. Em um furo de 10 mm, o risco de fenda não é teórico: a lacuna entre o tubo e um acessório, ou uma raiz de solda deixada sem proteção, é larga o suficiente para estagnar e estreita o suficiente para manter o oxigênio fora, que é a condição exata que o titânio é menos capaz de repassivar. Se o interior importa, diga isso, e peça o acabamento do furo e a etapa de decapagem ou passivação por escrito.

Um tubo quadrado de 10 mm com uma parede de 1 mm é uma seção de parede fina, e se comporta de acordo. Um corte de serra precisa de uma lâmina de dentes finos e uma alimentação constante, pois uma lâmina grossa prenderá a parede e a rasgará. Uma dobra precisa de um mandril ou um enchimento interno, ou a seção achatará na parte externa da dobra; o raio mínimo de dobra em um tubo quadrado fino é tipicamente de três a quatro vezes o tamanho externo, e um raio mais apertado é um amassamento em vez de uma dobra.

A soldagem é onde o titânio fino recompensa a paciência. A junta precisa de argônio em ambas as faces até que o metal esteja abaixo de cerca de 400 graus Celsius, o que em uma parede de 1 mm significa um escudo de rastreamento e um plugue de purga em vez de uma tocha livre. Uma cor de palha na solda é aceitável; uma escala azul ou cinza é oxigênio no metal e uma junta quebradiça que rachará na ponta. Para um comprimento de 1 m cortado de um comprimento de moinho mais longo, também permita o corte e o rebarbamento: um tubo cotado como 1 m com uma tolerância de mais ou menos 5 mm não é o mesmo que um cortado para 1 m com uma extremidade quadrada.

A página fornece um ponto de fusão de 1660 graus Celsius e descreve a resistência ao calor como boa. Um ponto de fusão não é um limite de serviço: é a temperatura na qual o metal se torna líquido, e não diz nada sobre o que o tubo faz a 300 ou 500 graus Celsius sob carga. O que limita um tubo de titânio em serviço quente é a mesma coisa que limita um fixador: captação de oxigênio na superfície formando uma casca alfa dura, e fluência sob uma carga sustentada, que em uma parede fina é uma lenta mudança de forma em vez de uma fratura.

Uma parede de 1 mm tem pouco metal para perder para uma casca alfa, então um tubo que funciona quente no ar deve ser julgado pela temperatura de serviço, a atmosfera e o tempo em temperatura. Em um forno de ar, o limite útil para titânio comercialmente puro é geralmente cotado em torno de 300 a 400 graus Celsius para serviço contínuo e mais alto apenas para curtas excursões, com o Grau 5 levando talvez mais 100 graus. Peça a temperatura pretendida e a atmosfera, e se a resposta for um gás oxidante quente, planeje a parede em torno da perda em vez de em torno do ponto de fusão.

As notas de fornecimento são modestas e específicas: certificação ISO9001, quantidade mínima de pedido de uma peça, cada tubo embalado em plástico contra arranhões e embalado em uma caixa de papelão com inserções de espuma, e envio por FedEx ou UPS com frete cotado por peso e destino. Isso serve para uma amostra ou um pequeno lote. Para uma corrida de produção, a embalagem precisa ser acordada também, porque um tubo quadrado de parede fina de 1 m em uma caixa de papelão chegará reto apenas se a caixa for rígida e os tubos forem contidos em ambas as extremidades.

Escreva o pedido como uma especificação em vez de um nome de produto: grau e condição, tamanho externo e parede com tolerâncias em ambos, comprimento com tolerância de corte e rebarbamento, acabamento na parte externa e acabamento na parte interna declarados separadamente, raio de canto se o tubo tiver que se encaixar em uma peça correspondente, e os documentos de teste que você espera com o lote. Adicione a temperatura de serviço e se o tubo será soldado ou dobrado, pois essas duas respostas decidem se o Grau 2 ou o Grau 5 é a compra certa. Um tubo comprado apenas pelo tamanho externo chega como o que estava na prateleira, e a parede é a primeira coisa que você medirá quando isso acontecer.