Tubo cuadrado de titanio de 10 mm: Pared, Dureza, Grado

Tubo Cuadrado de Titanio de 10 mm: Pared, Dureza, Grado

Se compra un tubo cuadrado de titanio de 10 mm por su tamaño exterior, pero se decide por tres números que el tamaño no contiene: el espesor de la pared, el grado y la condición detrás de las cifras de resistencia, y qué superficie se pulió realmente. Esta página proporciona la dimensión exterior, una longitud de 1 m, una dureza de HV200 y un límite elástico de 800 MPa, y no dice nada sobre la pared. Esta es la primera pregunta a resolver antes de que cualquier precio signifique algo.

En una sección cuadrada de 10 mm, la pared puede variar de aproximadamente 0,8 mm a 2 mm, y esa única elección cambia la masa, la rigidez y la forma en que el tubo se comporta bajo una abrazadera en un factor de casi dos. La masa es fácil de predecir: multiplique cuatro veces la longitud lateral media por la pared, luego por la densidad de 4,51 gramos por centímetro cúbico. Una pared de 1 mm en un cuadrado de 10 mm resulta en 0,16 kilogramos por metro, por lo que una pieza de 1 m pesa tanto como un teléfono móvil. Una pared de 2 mm es de 0,29 kilogramos por metro, y se siente como un producto diferente en la mano.

La rigidez se mueve más lentamente que la masa, porque el segundo momento de un tubo cuadrado es la cuarta potencia del tamaño exterior menos la cuarta potencia del tamaño interior, dividido por doce. Pasar de una pared de 1 mm a una pared de 2 mm aumenta la rigidez a la flexión en aproximadamente un 47 por ciento, mientras que aumenta la masa en un 79 por ciento. Ir en la otra dirección, de 1 mm a 0,8 mm, pierde el 15 por ciento de la rigidez y ahorra una quinta parte del peso. Nada de eso se puede cotizar hasta que se nombre la pared, por lo que un tubo vendido por tamaño exterior solamente es un tubo vendido con esperanza.

La página muestra una dureza de HV200 y un límite elástico de 800 MPa con una resistencia a la tracción de 1000 MPa. Léelos como un par y algo no cuadra. El titanio comercialmente puro en condición recocida se sitúa alrededor de HV150 a HV200 y tiene un límite elástico de aproximadamente 275 a 345 MPa para el Grado 2. El Grado 5, la aleación de trabajo, se sitúa alrededor de HV300 a HV350 y tiene un límite elástico cercano a 828 MPa con una resistencia a la tracción cercana a 895 MPa, que es una relación límite elástico-tracción cercana a 0,9 en lugar de 0,8 implícito aquí.

Una dureza de HV200 pertenece a los grados puros, y un límite elástico de 800 MPa a una aleación cien veces más fuerte o una condición trabajada en frío. La lectura honesta es que los dos números provienen de lugares diferentes: uno puede ser una cifra de certificado de molino, el otro una cifra de manual para un grado diferente, y ninguno está ligado a la pieza que se enviará. La dureza también es una medida local, tomada en una sección pulida de una pared particular, y en una pared de 0,8 mm una indentación puede verse influenciada por la superficie subyacente. Pregunte por el grado, la condición, el estándar de prueba y la posición de la lectura de dureza en lugar de aceptar un par de números que halagan la página.

Para un tubo que se va a soldar, el Grado 2 con un límite elástico cercano a 300 MPa es el material más fácil: toma una curva, tolera una soldadura autógena sin aporte, y su alargamiento de alrededor del 24 por ciento da a la junta un lugar para moverse. Para un tubo que soportará una carga de abrazadera, el Grado 5 se gana su precio. Los dos nunca deben venderse bajo una sola descripción, y una página que cita ambos conjuntos de números en una sola frase es una página que no ha decidido qué está vendiendo.

Un exterior pulido en un tubo cuadrado de 10 mm es un trabajo sencillo: las caras planas toman una banda o un mopa, y el resultado es una cara plateada brillante con una Ra que se puede medir. Un interior pulido es un asunto diferente. El agujero tiene 10 mm de diámetro y hasta un metro de largo, por lo que las únicas herramientas que llegan son un cepillo, un tapón de fieltro o un flujo abrasivo, y el acabado que regresa es desigual a lo largo de la longitud y opaco en las esquinas, donde se encuentran cuatro radios.

Esa diferencia importa dondequiera que el tubo transporte un fluido. Un exterior pulido protege la apariencia y ayuda a que la abrazadera se agarre; el interior es lo que toca el fluido, y un agujero dejado como decapado o laminado mantendrá una superficie más rugosa donde los depósitos se asientan y comienzan las grietas. En un agujero de 10 mm, el riesgo de grietas no es teórico: el espacio entre el tubo y un accesorio, o la raíz de soldadura dejada sin proteger, es lo suficientemente ancho como para estancarse y lo suficientemente estrecho como para mantener el oxígeno fuera, que es la condición exacta que el titanio es menos capaz de repassivar. Si el interior importa, dígalo, y pida el acabado del agujero y el paso de decapado o pasivación por escrito.

Un tubo cuadrado de 10 mm con una pared de 1 mm es una sección de pared delgada, y se comporta en consecuencia. Un corte de sierra necesita una hoja de dientes finos y una alimentación constante, porque una hoja gruesa enganchará la pared y la rasgará. Una curva necesita un mandril o un relleno en el interior, o la sección se aplanará en el exterior de la curva; el radio de curvatura mínimo en un tubo cuadrado delgado es típicamente de tres a cuatro veces el tamaño exterior, y un radio más estrecho es un aplastamiento en lugar de una curva.

La soldadura es donde el titanio delgado recompensa la paciencia. La junta necesita argón en ambas caras hasta que el metal esté por debajo de unos 400 grados Celsius, lo que en una pared de 1 mm significa un escudo de arrastre y un tapón de purga en lugar de una antorcha a mano alzada. Un color pajizo en la soldadura es aceptable; una escala azul o gris es oxígeno en el metal y una junta quebradiza que se agrietará en el borde. Para una longitud de 1 m cortada de una longitud de molino más larga, también tenga en cuenta el corte y el desbarbado: un tubo cotizado como 1 m con una tolerancia de más o menos 5 mm no es lo mismo que uno cortado a 1 m con un extremo cuadrado.

La página proporciona un punto de fusión de 1660 grados Celsius y describe la resistencia al calor como buena. Un punto de fusión no es un límite de servicio: es la temperatura a la que el metal se vuelve líquido, y no dice nada sobre lo que hace el tubo a 300 o 500 grados Celsius bajo carga. Lo que limita un tubo de titanio en servicio caliente es lo mismo que limita un sujetador: la captación de oxígeno en la superficie formando una dura capa alfa, y la fluencia bajo una carga sostenida, que en una pared delgada es un cambio lento de forma en lugar de una fractura.

Una pared de 1 mm tiene poco metal que perder a una capa alfa, por lo que un tubo que funciona en caliente al aire debe juzgarse por la temperatura de servicio, la atmósfera y el tiempo a temperatura. En un horno de aire, el límite útil para el titanio comercialmente puro generalmente se cotiza alrededor de 300 a 400 grados Celsius para servicio continuo y más alto solo para excursiones cortas, con el Grado 5 tomando quizás otros 100 grados. Pregunte por la temperatura prevista y la atmósfera, y si la respuesta es un gas oxidante caliente, planifique la pared en función de la pérdida en lugar de en función del punto de fusión.

Las notas de suministro son modestas y específicas: certificación ISO9001, una cantidad mínima de pedido de una pieza, cada tubo envuelto en plástico contra arañazos y embalado en una caja de cartón con insertos de espuma, y envío por FedEx o UPS con flete cotizado por peso y destino. Eso es adecuado para una muestra o un lote pequeño. Para una corrida de producción, el embalaje también debe acordarse, porque un tubo cuadrado de pared delgada de 1 m en una caja de cartón llegará recto solo si la caja es rígida y los tubos están sujetos en ambos extremos.

Escriba el pedido como una especificación en lugar de un nombre de producto: grado y condición, tamaño exterior y pared con tolerancias en ambos, longitud con la tolerancia de corte y el desbarbado, acabado en el exterior y acabado en el interior indicados por separado, radio de esquina si el tubo debe encajar en una pieza de acoplamiento, y los documentos de prueba que espera con el lote. Agregue la temperatura de servicio y si el tubo se soldará o doblará, porque esas dos respuestas deciden si el Grado 2 o el Grado 5 es la compra correcta. Un tubo comprado solo por su tamaño exterior llega como lo que sea que estuviera en el estante, y la pared es lo primero que medirá cuando llegue.