Guia de Preços e Aplicações 2025 do CP Titanium Graus 1 a 4
Atualizado : Aug. 12, 2025Este guia compila os dados mecânicos mais recentes, preços e casos de campo para que engenheiros e equipes de compras possam tomar decisões baseadas em evidências.
Fatos rápidos
| Item | Dados | Fonte |
|---|---|---|
| Densidade | 4,51 g cm⁻³ (60 % de 316 l) | Manual de Metais ASM vol. 2 (2023) |
| Notas | 1 – 4 (oxigênio ↑ força → ↑) | ASTM B265-25 |
| Taxa de corrosão na água do mar | < 0.02 mm y⁻¹ to 260 °C | Artigo da MetalsPiping "Resistência à corrosão do titânio na água e na água do mar" |
| Placa FOB Shanghai TA2 (3–8 mm) | 7,76 – 8,01 kg⁻¹ (7 de julho de 2025) | Mercado de metais de Xangai, tabela de preços de placa de titânio (TA2) |
| CIF Rotterdam CP G2 lingote | 11,5 USD – 12,5 kg⁻¹ (3 de fevereiro de 2025) | Amostra de mercados não ferrosos da Argus, p. 12 |
| Varejo de folhas soltas do Centro-Oeste dos EUA | ≈ USD 18 kg⁻¹ (folha de 0,025") | Loja online TMS Titanium SKU TS2-0025-12-24 |
| Chapa à saída da fábrica da Índia | USD 10 – 30 kg⁻¹ | Lista de preços Renox Impex 2025 |
Mapa de Notas & Padrões
| Grau | UNS | O (%) máx. | Rm MPa | Rp0.2 MPa | A % | Códigos típicos |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | R50250 | 0.18 | 240 | 170 | 24 | ASTM B265 / B348, EN 3.7025 |
| 2 | R50400 | 0.25 | 345 | 275 | 20 | Mais negociados; GB/T 3621 TA2 |
| 3 | R50550 | 0.35 | 450 | 380 | 18 | Risers offshore |
| 4 | R50700 | 0.4 | 550 | 480 | 15 | Implantes médicos, vasos HP |
Imagem de preço de 2025
- Ásia (FOB Shanghai): 7,8–8,0 USD kg⁻¹ – Faixa de oferta spot SMM para chapas laminadas a quente de 3–8 mm.
- Europa (CIF Roterdã): 11,5–12,5 USD kg⁻¹ – Benchmark do contrato Argus.
- EUA (centro de serviço EXW Midwest): equivalente a 18–20 USD kg⁻¹ para chapas soltas.
Drivers: Matéria-prima de esponja de Ti, RMB–USD FX, frete, direitos AD da UE sobre TiO₂ (químico maio de 2025).
Resistências do material
Alta resistência específica
O grau 2 oferece tração de 345 MPa com metade do peso do aço - até 2,3× de resistência específica.
Imunidade à corrosão
Sem corrosão por pites ou fendas em água do mar de força total até 120 pés/s de fluxo; Os tubos do condensador operam décadas sem retubing.
Biocompatibilidade
Os testes ISO 10993 confirmam citotoxicidade zero; O CP Ti domina os implantes dentários e os casos de marca-passo.
Fundamentos de Processoamento e Fabricação
Conformação a frio e a quente
- Os graus 1 a 2 permitem estampagem profunda, hidroconformação e raios de curvatura de 1,5 × t sem rachaduras.
- Os graus 3 a 4 precisam ≥ raio de 3 × t ou um recozimento intermediário de 650 °C.
- Lubrificantes recomendados: pasta MoS₂ ou óleo de grafite; finalize com 35% de HNO₃ + 2% de HF.
Soldagem
| Processo | Configuração típica | Controle de chave |
|---|---|---|
| TIG/GTAW | 99,999 % Ar, 10–15 L min⁻¹; blindagem de arrasto | A cor do grânulo deve permanecer palha-prata; qualquer retrabalho de → azul |
| Plasma | 99,999 % Ar + 1 % He | Mais rápido para chapa de >3 mm |
| Ligação de explosão | Placas Ti + CS/SS para trocadores de calor | Cisalhamento de ligação ≥ 200 MPa de acordo com ASTM B898 |
Usinagem
- Carboneto afiado e não revestido; **Vc ≈ 40 m min⁻¹**, **f\_z ≈ 0,2 mm/dente**; líquido refrigerante de inundação.
- Bicada-broca < 6 mm holes to avoid chip welding.
- A emulsão de alta pressão (> 70 bar) reduz a absorção de H.
Acabamento de superfície
- Decapagem ASTM B600: 15% HNO₃ + 1–3% HF → enxágue com água DI.
- TiN/DLC PVD opcional para rolamentos, ou micro-shot-peen (0,15 mm A) para aumentar o limite de fadiga ≈ 15%.
CP Ti vs Ti-6Al-4V Folha de Dicas
| Métrica | CP Ti (G2) | Ti-6Al-4V (G5) |
|---|---|---|
| Densidade (g cm⁻³) | 4.51 | 4.43 |
| Tração (MPa) | 345 | 950 |
| Rendimento (MPa) | 275 | 880 |
| Alongamento % | 20 | 10 |
| Módulo (GPa) | 105 | 113 |
| Corrosão em 3% de NaCl | Imune | Imune |
| Soldabilidade | ★★★★★ | ★★★ ☆☆ (remoção de α casos) |
| Índice de usinabilidade (B111 = 100) | 15 | 22 |
| Custo (USD kg⁻¹, 2º trimestre de 2025) | 17–24 | 32–40 |
| Melhor ajuste | Condensadores de baixa pressão | Estrutura de ar, transmissão a 400 °C |
Guia de Mecanismos de Falha e Mitigação
| Mecanismo | Gatilho | Sintoma | Prevenção |
|---|---|---|---|
| Rastejar | > 400 °C de longa duração | Crescimento dimensional | Limite a temperatura do projeto ou a liga do interruptor |
| Irritação / Fretting | Par deslizante Ti-Ti ou Ti-SS | Apreensão, desgaste | Revestimento duro (TiN), inserções de PTFE |
| Fragilização por hidrogênio | Proteção catódica, decapagem | Fratura frágil a ≤ 25 °C | Asse a 600 °C × 2 h; mantenha H < 40 ppm |
| Corrosão em fendas | Cloreto estagnado 80–120 °C | Perda local de metal | Projete soldas completas, fluxo nivelado > 1 m s⁻¹ |
| Ataque Galvânico | Ti ligado a CS/na água do mar | Ferrugem no CS, corrosão | Juntas dieléctricas para chapas tubulares revestidas de Ti |
| Combustão de pó de ti | Batatas fritas < 425 µm + spark | Aparas em chamas | Caçambas de cavacos úmidos, pó de MgCl₂ Classe D |
Limitações conhecidas (e correções)
| Limitação | Causa raiz | Correção de engenharia |
|---|---|---|
| Rendimento <600 MPa | Baixos intersticiais | Mude para Ti-6Al-4V para estruturas de suporte de carga |
| Fluência >400 °C | Deslizamento de limite de grão | Mantenha a temperatura do projeto ≤350 °C ou adote Ti-6242 |
| Desgaste | Alto atrito 0,4–0,6 | Hardcoat (TiN, DLC); Use rolamentos de polímero |
| Fragilização por hidrogênio em zonas catódicas | Precipitação TiHx | Assar a 600 °C; evite fendas estagnadas; monitor H < 40 ppm. |
Manual de aplicativos 2025
| Setor | Ponto problemático | Solução CP Ti | Grau |
|---|---|---|---|
| Dessalinização | -Ni para corrosão, cloro | Tubos condensadores de grau 2; Vitória LCC de 30 anos | 2 |
| Cloro-Álcalis | Corrosão do ânodo da célula da membrana | Ti + ânodos de aço revestidos de explosão | 2/3 |
| Dutos de hidrogênio | Permeação H₂ & fragilização por aço | Peças de carretel revestidas de Ti, revestimentos de válvula sob ASME B31.12 | 2H |
| Médico | Alergia ao níquel | Implantes radiculares de grau 4 | 4 |
| Energia eólica offshore | Peso e fenda nas zonas de maré | 2 parafusos, anéis de pulverização | 2 |
Conformidade com o código: ASME B31.12-2024 permite Ti em tubulação Classe C se o risco de hidretação for gerenciado.
Lista de verificação de qualidade e conformidade
1. MTC EN 10204 3.1 / 3.2 - Oxigênio, H, Fe, N.
2. NDE – 100% UT de acordo com ASTM E2375 para placas de >12 mm.
3. PED/AD 2000 W2/W10 para recipientes sob pressão da UE.
4. Aprovação da classe de navio (DNV) para sistemas de água do mar.
Perspectivas 2026-2030
A AIE projeta que a demanda de hidrogênio chegue a quase 100 Mt em 2024 e aumentando. Atualizações de liga e revestimento de Ti podem capturar de 5 a 8 kt/ano da demanda de tubulação em novos dutos de H₂.
Reciclagem de baterias, reatores nucleares modulares e dessalinização de CO₂ supercrítico são outros nichos de rápido crescimento.
Árvore de decisão de referência rápida
1. Cloreto corrosivo <150 °C? → Prefer CP Ti.
2. Temperatura de projeto >400 °C? → Use ligas de Ti.
3. Carga dinâmica >500 MPa? → Ti-6Al-4V ou aço.
4. Orçamento crítico, mas costeiro? → Avalie a explosão de aço Ti.
O titânio comercialmente puro não é uma panaceia, mas quando a matemática do ciclo de vida inclui tempo de inatividade, geralmente é o metal mais barato que você nunca substituirá. Use os dados deste guia para falar o mesmo idioma com seu engenheiro de fábrica, oficial de compras e despachante.
