تیتانیوم

تیتانیوم که ظاهری شبیه فولاد دارد و درخشندگی خاکستری نقره‌ای دارد، یک فلز انتقالی است و برای مدتی در گذشته یک فلز کمیاب به حساب می‌آمد. تیتانیوم یک فلز کمیاب نیست، تیتانیوم در پوسته زمین حدود 0.42% وزن کل را تشکیل می دهد، مس، نیکل، سرب، روی 16 بار ترکیب شده است. با رتبه هفتم در دنیای فلز، بیش از 70 ماده معدنی حاوی تیتانیوم وجود دارد. تیتانیوم دارای استحکام بالا، چگالی کم، سختی بالا، نقطه ذوب بالا و مقاومت در برابر خوردگی قوی است. تیتانیوم با خلوص بالا دارای انعطاف پذیری خوبی است، اما در صورت وجود ناخالصی، شکننده و سخت می شود.

آلیاژهای تیتانیوم را می‌توان بر اساس روش‌های طبقه‌بندی مختلف، عمدتاً بر اساس ساختار سازمانی، دمای استفاده، کاربرد و ویژگی‌ها و روش‌های دیگر طبقه‌بندی تقسیم کرد. 12

با توجه به طبقه بندی ساختار: آلیاژ تیتانیوم را می توان به آلیاژ تیتانیوم، آلیاژ تیتانیوم + آلیاژ تیتانیوم تقسیم کرد. آلیاژ تیتانیوم یک آلیاژ محلول جامد تک فاز با ریزساختار پایدار، مقاومت در برابر سایش قوی و مقاومت در برابر اکسیداسیون است، اما در دمای اتاق استحکام بالایی ندارد. آلیاژ تیتانیوم یک آلیاژ محلول جامد تک فاز است که بدون عملیات حرارتی استحکام بالایی دارد و پس از عملیات حرارتی می تواند بیشتر تقویت شود، اما پایداری حرارتی ضعیف است. + آلیاژ تیتانیوم یک آلیاژ دوفاز با خواص جامع خوب مانند چقرمگی، پلاستیسیته و خواص تغییر شکل در دمای بالا است و می تواند با عملیات حرارتی تقویت شود.

با توجه به استفاده از طبقه بندی دما: آلیاژ تیتانیوم را می توان به آلیاژ تیتانیوم ساختار هواپیما و آلیاژ تیتانیوم ساختار موتور و غیره با توجه به استفاده خاص از دما و عملکرد مورد نیاز برای انتخاب تقسیم کرد.

طبقه بندی بر اساس کاربرد و ویژگی ها: آلیاژهای تیتانیوم را می توان به آلیاژهای تیتانیوم کم استحکام، آلیاژهای تیتانیوم با استحکام متوسط، آلیاژهای تیتانیوم با استحکام بالا، آلیاژهای تیتانیوم با استحکام فوق العاده بالا، آلیاژهای تیتانیوم مقاوم در برابر آسیب، تیتانیوم با کارایی بالا کم هزینه تقسیم کرد. آلیاژها و غیره برای رفع نیازهای زمینه ها و کاربردهای مختلف.

طبقه بندی بر اساس فرآیند تولید: آلیاژهای تیتانیوم را می توان به آلیاژهای تیتانیوم ریخته گری، آلیاژهای تیتانیوم تغییر شکل یافته و آلیاژهای تیتانیوم پودری تقسیم کرد که بر اساس تکنولوژی تولید و فرآوری خاص طبقه بندی می شوند.

با توجه به طبقه بندی ساختار آنیل: آلیاژ تیتانیوم را می توان به آلیاژ تیتانیوم، آلیاژ تیتانیوم + و آلیاژ تیتانیوم ε سه دسته، با توجه به ساختار بازپخت تقسیم کرد.

آلیاژ تیتانیوم به دلیل خواص جامع عالی مانند استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی خوب و مقاومت در برابر حرارت، به طور گسترده ای در هوانوردی، هوا فضا، صنایع شیمیایی، توسعه دریایی و سایر زمینه ها استفاده می شود. انواع مختلف آلیاژهای تیتانیوم ویژگی ها و مزایای خاص خود را برای پاسخگویی به نیازهای سناریوهای کاربردی مختلف دارند.

پاسخ مکانیکی مواد تیتانیوم به تنش یا بار اعمال شده دمای بارگذاری، نرخ تغییر شکل و محیط محیطی همگی بر خواص مکانیکی تأثیر می‌گذارند. خواص مکانیکی اصلی (de) عبارتند از: استحکام تسلیم و استحکام شکست، ازدیاد طول، انقباض سطح و کار ضربه، استحکام خستگی و حد خستگی، چقرمگی شکست و سرعت رشد ترک خستگی و مقاومت در برابر خزش.

استحکام تسلیم (σ{0}}.2) و استحکام شکست (σF) استحکام تیتانیوم خالص صنعتی و آلیاژ تیتانیوم (de) با محتوای موقعیت بینابینی (de) عناصر [O]، [N] مرتبط است، [C] و سایر عناصر (de) در ماده، و این عناصر معمولاً با هم ادغام می شوند و به عنوان اکسیژن معادل [O]eq مشخص می شوند که به صورت زیر محاسبه می شود: [O]eq=[O]{{ 3}[N]+0.75[C] (درصد اتمی). با افزایش [O]eq(de)، استحکام تسلیم ماده تیتانیوم (de) به طور قابل توجهی افزایش می یابد. استحکام تسلیم ارتباط نزدیکی با ریزساختار دارد، برای مثال، + آلیاژ تیتانیوم (Ti-6Al-4V) ریز (de) ساختار ایزومتریک (de) بالاترین استحکام تسلیم و استحکام شکست، می‌تواند به به ترتیب 1120 مگا پاسکال و 1505 مگا پاسکال.

مخلوط فاز ایزومتریک اولیه و سوزنی ریز (یا ورقه) (de) ساختار دو شکلی نامیده می شود و قدرت شکست آن (1455 مگاپاسکال) بیشتر از ایزومتریک درشت (de) (0MPa) است. ساختار سوزنی کامل (de)σ0.2 کمترین است. استحکام شکست آلیاژهای تیتانیوم ناپایدار، مانند Ti{4}V-3Cr-3Sn-3Al، تحت تأثیر تغییر شکل نورد سرد، عملیات محلول و سرعت سرد شدن (de ).

افزایش ازدیاد طول، انقباض و انرژی ضربه [O]eq باعث کاهش کشیدگی تیتانیوم در دمای اتاق (de) می شود. بازپخت برای مدت طولانی (500 ساعت) می تواند باعث شود که انقباض سطح و کار ضربه تیتانیوم خالص صنعتی (de) در کمترین مقدار نزدیک به 500 درجه ظاهر شود. ازدیاد طول در دمای بالا حدود 500 درجه است و حداقل مقدار نیز ظاهر می شود. هنگامی که نرخ کشش ε 2.7×10-5/s باشد، عملکرد تیتانیوم خالص صنعتی به ویژه مشهود است. ازدیاد طول کریستال ریز (6μm) تیتانیوم در دمای بالا کاهش پیدا نکرد.

ازدیاد طول یا شکست ساختار isaaxial ریز (de) آلیاژ تیتانیوم + پس از محلول 4 ولت در 1088K با آب خاموش می شود. فاز را می توان در طول تغییر شکل به مارتنزیت القا کرد، و نشان می دهد که انرژی ضربه چارپی و چقرمگی شکست دینامیکی به طور قابل توجهی در 223K(de) بهبود یافته است. در عین حال، کشیدگی و کرنش شکستگی نیز افزایش می یابد. استحکام تسلیم، استحکام شکست و ازدیاد طول آلیاژهای Ti-5Al-2.5Fe و Ti-6Al-4V (de) را می‌توان 8 تا 15 درصد افزایش داد. 5% ~ 13% و 7% ~ 14% به ترتیب با استفاده از فرآیند جدید تصفیه هیدروژن.

استحکام خستگی و حد خستگی تیتانیوم خالص صنعتی دارای حد خستگی مشخص (de) است که با افزایش اکسیژن معادل افزایش و با درشت شدن دانه کاهش می یابد. استحکام خستگی (σN) Ti-6Al-4V(de) (یعنی طول عمر 107 هفته (de) محدوده تنش) هم به ساختار آلیاژ (de) و هم به ساختار آلیاژ بستگی دارد. در محیط (de) در طول آزمایش. ساختار هم محور درشت (de) دارای کمترین σN، کمتر از 500MPa، و در هوا و محلول 3.5% NaCl، ساختار دو بعدی (de) دارای σN بالاتر، تا 650 ~ 700MPa است. در آلیاژهای تیتانیوم، خواص خستگی نمونه‌های صاف (de) با ریزساختار هم محوری + بهتر از ریزساختار تبدیل‌شده (de) است و عمر شروع ترک خستگی (de) طولانی‌تر است. با این حال، مقاومت انتشار ترک خستگی ساختار تبدیل شده (de) بزرگتر است.

چقرمگی شکست کرنش صفحه آلیاژ تیتانیوم (de) ارتباط نزدیکی با ریزساختار آن دارد. صرف نظر از سطح استحکام، چقرمگی شکست KIC تشکیل شده توسط پردازش بیشتر از همان استحکام (de) ساختار isaemic است، اما کشیدگی معمولی (de) آسیب دیده است. اگرچه ترکیب آلیاژ تیتانیوم + مشخص شده است، به دلیل تجربه عملیات حرارتی متفاوت (de)، می تواند ساختار بسیار متفاوتی (de) به نظر برسد. حتی اگر قدرت تسلیم تقریباً یکسان است، چقرمگی شکست مواد با جهت گیری مختلف (de) بسیار متفاوت است. KIC ساختار درشت (de) 22٪ بیشتر از ساختار ظریف (de) در جهت TL (de) صفحه ضخیم Ti-6Al-4V بود. به منظور دستیابی به تعادل مناسب بین چقرمگی شکست و ازدیاد طول معمولی، می توان عملیات حرارتی را برای به دست آوردن ساختار دو حالته (de) انجام داد. تأثیر ریزساختار آلیاژ Ti-6Al-4V (de) بر رشد آهسته ترک (de) مدول پارگی (TR) (de) مهمتر از چقرمگی شکست (JIC) است. )(de). اگر فاز ناپایدار در آلیاژ وجود داشته باشد، "مارتنزیت القا شده در طول تغییر شکل برای بهبود چقرمگی شکست در دمای پایین تر (de) مفید است. - چقرمگی شکست نوع آلیاژ تیتانیوم (de) تحت تاثیر بارش 2 (Ti3Al) قدرت افزایش می یابد و KIC کاهش می یابد.

چقرمگی شکست آلیاژ تیتانیوم به طور عمده توسط (de) فاز (de) بارش از فاز تعیین می شود. آلیاژ Ti{0}} در دمای بالا و سپس دمای پایین کهنه می شود، در ریزساختار هم فاز درشت و هم فاز ریز (de) وجود دارد و استحکام و چقرمگی شکست به طور رضایت بخشی متعادل می شود. ریخته گری Ti-15-3 آلیاژ تیتانیوم (de)KIC و Ti-6Al-4 معادل آلیاژ تیتانیوم. بهبود چقرمگی شکست (de) آلیاژ تیتانیوم یک عامل متالورژیکی است و همچنین عاملی برای کاهش نرخ رشد ترک خستگی (da/dN)(de) است.

مقاومت خزشی تقریباً آلیاژ تیتانیوم 400 تا 500 درجه با دمای بالا (de) آلیاژ تیتانیوم است و بالاترین مقاومت خزشی آن با خنک کردن تا دمای اتاق پس از عملیات حرارتی در منطقه فاز (de) به دست می‌آید. استفاده از آلیاژهای تیتانیوم در دماهای بالاتر به خواص مکانیکی آنها به دلیل وقوع ناپایداری متالورژیکی، بارش منظم فاز Ti3X، بارش سیلیکات و تشکیل لایه سطحی غنی از اکسیژن آسیب می رساند.

کاربرد فلز تیتانیوم چیست؟
از آنجایی که آلیاژ تیتانیوم نیز سازگاری خوبی با بدن انسان دارد، از آلیاژ تیتانیوم می توان به عنوان استخوان مصنوعی نیز استفاده کرد. زیرکونیوم یک ماده شیمیایی است که در صنعت انرژی اتمی و به عنوان یک ماده مقاوم در برابر خوردگی در دما و فشار بالا استفاده می شود، اما فعالیت آن در محلول پس از سدیم در رتبه دوم قرار دارد.

به عنوان یکی از تولید کنندگان و تامین کنندگان پیشرو تیتانیوم در چین به مدت 20 سال، ما به گرمی از شما برای خرید تیتانیوم ساخته شده در چین در اینجا از کارخانه ما استقبال می کنیم. همه محصولات با کیفیت بالا و قیمت رقابتی هستند.