איזה סוג של חומר הוא טיטניום?

ניתן לחלק סגסוגות טיטניום לשלוש קטגוריות בהתאם לארגון שלהן. (1 טיטניום עם יסודות אלומיניום ופח.2 טיטניום עם יסודות סגסוגת כגון אלומיניום כרום מוליבדן ונדיום.3 טיטניום עם יסודות כגון אלומיניום ונדיום.) לסגסוגת טיטניום חוזק גבוה וצפיפות נמוכה, תכונות מכניות טובות, קשיחות וקורוזיה ההתנגדות טובה מאוד. בנוסף: ביצועי תהליך סגסוגת טיטניום גרועים, קשיי חיתוך ועיבוד. בעיבוד תרמי, קל מאוד לספוג מימן, חמצן, חנקן, פחמן וזיהומים אחרים. יש גם עמידות ללבוש ירודה, תהליך הייצור מורכב. סגסוגות טיטניום לסגסוגות מבוססות טיטניום המורכבות מיסודות אחרים. הייצור התעשייתי של טיטניום החל בשנת 1948. התפתחות תעשיית התעופה צריכה, כך שתעשיית הטיטניום לקצב צמיחה שנתי ממוצע של כ-8 אחוזים. נכון לעכשיו, התפוקה השנתית בעולם של חומרי עיבוד סגסוגת טיטניום הגיעה ליותר מ-40,000 טונות של סגסוגת טיטניום בדרגות כמעט 30 סוגים. סגסוגת הטיטניום הנפוצה ביותר היא Ti-6Al{{10}}V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) וטיטניום טהור תעשייתי (ת"א1, ת"א2 ות"א3). סגסוגות טיטניום משמשות בעיקר לייצור חלקי מדחס למנועי מטוסים, ואחריהם חלקי מבנה עבור רקטות, טילים ומטוסים מהירים. באמצע ה{{20}}, נעשה שימוש כללי בטיטניום ובסגסוגות שלו. יישומים תעשייתיים לייצור אלקטרודות לתעשיית האלקטרוליזה, מעבים לתחנות כוח, תנורי חימום לבתי זיקוק ונפט והתפלת מי ים וכן התקנים לבקרת זיהום סביבתי. טיטניום וסגסוגותיו הפכו לחומר מבני עמיד בפני קורוזיה. הוא משמש גם לייצור חומרים לאחסון מימן ולעצב סגסוגות זיכרון. סין החלה במחקר על טיטניום וסגסוגות טיטניום ב-1956; הייצור התעשייתי של טיטניום החל באמצע-1960ווסגסוגת TB2 פותחה. מאפיינים בהשוואה לחומרי מתכת אחרים, לסגסוגות טיטניום יש את היתרונות הבאים: ① חוזק ספציפי גבוה (חוזק מתיחה / צפיפות) (ראה תרשים), חוזק מתיחה של עד 100 ~ 140 ק"ג/ממ"ר, בעוד הצפיפות של רק 60% מפלדה. ② חוזק טוב בטמפרטורה בינונית, השימוש בטמפרטורה מאשר סגסוגת האלומיניום בכמה מאות מעלות גבוה יותר, באמצע הטמפרטורה עדיין יכול לשמור על החוזק הנדרש, יכול להיות בטמפרטורה של 450-500 מעלות עבודה לטווח ארוך . ③ עמידות טובה בפני קורוזיה, פני השטח של טיטניום באטמוספירה יוצרים מיד סרט תחמוצת אחיד וצפוף, היכולת לעמוד בפני מגוון רחב של שחיקת מדיה. בדרך כלל לטיטניום יש עמידות טובה בפני קורוזיה במדיה מחמצנת ונייטרלית, ועמידות הקורוזיה במי ים, גז כלור רטוב ותמיסת כלוריד טובה אפילו יותר. אך בהפחתת אמצעים, כגון חומצה הידרוכלורית ותמיסות אחרות, עמידות הקורוזיה של טיטניום ירודה. ④ ביצועים טובים בטמפרטורה נמוכה, סגסוגת טיטניום אלמנט נמוך מאוד, כגון TA7, ב--253 מעלות יכולה לשמור על מידה מסוימת של פלסטיות. ⑤ מודול גמישות נמוך, מוליכות תרמית קטנה, לא פרומגנטי. יסודות סגסוגת לטיטניום שני סוגים של גבישים הומוגניים והטרוגניים: טיטניום עם מבנה משושה צפוף מתחת ל-882 מעלות, ו-טיטניום עם מבנה מעוקב במרכז הגוף מעל 882 מעלות. ניתן לחלק אלמנטים סגסוגים על פי השפעתם על טמפרטורת מעבר הפאזה לשלוש קטגוריות: ① ייצוב ה-phase, להגברת טמפרטורת מעבר הפאזה של האלמנטים עבור האלמנטים המייצבים, אלומיניום, פחמן, חמצן וחנקן וכן הלאה. . אלומיניום הוא אלמנט הסגסוג העיקרי של סגסוגת טיטניום, שיש לו השפעות ברורות על שיפור חוזק הסגסוגת בטמפרטורת החדר ובטמפרטורה גבוהה, הפחתת המשקל הסגולי והגדלת מודול האלסטי. ② ייצוב של -פאזה, להפחית את טמפרטורת מעבר הפאזות של האלמנטים עבור האלמנטים המייצבים, וניתן לחלקו לסוג שני הומוקריסטליים ואוטקטיים. לראשון יש מוליבדן, ניוביום, ונדיום וכו'; באחרון יש כרום, מנגן, נחושת, ברזל, סיליקון וכו'. ③ היסודות שיש להם השפעה מועטה על טמפרטורת מעבר הפאזות הם יסודות ניטרליים, כגון זירקוניום ופח. חמצן, חנקן, פחמן ומימן הם הזיהומים העיקריים בסגסוגות טיטניום. לחמצן ולחנקן ב-phase יש מסיסות גדולה יותר, לסגסוגת טיטניום יש אפקט חיזוק משמעותי, אך הפלסטיות מופחתת. בדרך כלל נקבע כי תכולת החמצן והחנקן בטיטניום היא 0.15-0.2% ו-0.04-0.05% בהתאמה. מסיסות המימן ב-phase קטנה מאוד, סגסוגות טיטניום המומסות בעודף מימן ייצרו הידריד, כך שהסגסוגת הופכת לשבירה. בדרך כלל, תכולת המימן בסגסוגות טיטניום נשלטת להיות פחות מ-0.015%. פירוק המימן בטיטניום הוא הפיך וניתן להסירו על ידי חישול ואקום. קטגוריות ניתן לחלק סגסוגות טיטניום לשלוש קטגוריות בהתאם להרכב השלב: -סגסוגות, (+) סגסוגות וסגסוגות -המתבטאות כ-TA, TC ו-TB בסין בהתאמה. ① -סגסוגות מכילות כמות מסוימת של יסודות פאזה יציבים, מצב שיווי המשקל מורכב בעיקר מ-פאזה. לסגסוגות יש משקל סגולי קטן, חוזק חום טוב, יכולת ריתוך טובה ועמידות בפני קורוזיה מעולה, החיסרון של חוזק טמפרטורת החדר הוא נמוך, בדרך כלל משמש כחומר עמיד בחום וחומרים עמידים בפני קורוזיה. ניתן לחלק סגסוגות לסגסוגות- -מלאות (TA7), סגסוגות ליד- -(Ti-8Al-1Mo-1V) ומספר קטן של תרכובות של -סגסוגות (Ti-2.0%) ושל -סגסוגות (Ti-2.4%). (Ti-2.5Cu). ② (+) סגסוגות מכילות כמות מסוימת של יסודות המייצבים את השלבים ו, ​​ובשיווי משקל הסגסוגת מאורגנת בשלבים ו. סגסוגת (+) בעלת חוזק בינוני, וניתנת לטיפול בחום כדי לחזק אותה, אך ביצועי הריתוך גרועים. (+) סגסוגות נמצאות בשימוש נרחב, מהן הייצור של סגסוגת Ti-6Al-4V בכל חומר הטיטניום היווה יותר ממחצית. ③ סגסוגת מכילה מספר רב של אלמנטים פאזה יציבה, יכולה להיות בשלב בטמפרטורה גבוהה, כולם נשמרים לטמפרטורת החדר. ניתן לחלק סגסוגות לסגסוגות הניתנות לטיפול בחום (סגסוגות תת-יציבות וסגסוגות כמעט תת-יציבות) וסגסוגות מיוצבות בחום. סגסוגות הניתנות לטיפול בחום בעלות פלסטיות מצוינת במצב המרווה וניתנות ליישון לחוזק מתיחה של 130-140 kgf/mm2. סגסוגות משמשות בדרך כלל כחומרים בעלי חוזק גבוה וקשיחות גבוהה. החיסרון הוא שהיחס בין עלות גדולה, גבוהה, ביצועי ריתוך גרועים, קשיי חיתוך ועיבוד. ניתן לחלק סגסוגות טיטניום לסגסוגות עמידות חום, סגסוגות בעלות חוזק גבוה, סגסוגות עמידות בפני קורוזיה (טיטניום - מוליבדן, טיטניום - סגסוגות פלדיום וכו'), סגסוגות בטמפרטורה נמוכה, וכן סגסוגות פונקציות מיוחדות (טיטניום - מימן ברזל). חומרי אחסון וטיטניום - סגסוגות זיכרון ניקל) וכן הלאה. ההרכב והמאפיינים של סגסוגות טיפוסיות מוצגים בטבלה. טיפול בחום סגסוגות טיטניום יכולות להשיג הרכבי פאזה וארגונים שונים על ידי התאמת תהליך הטיפול בחום. בדרך כלל מאמינים שלארגון איזומטרי עדין יש פלסטיות טובה יותר, יציבות תרמית וחוזק עייפות; לארגון דמוי מחט יש חוזק סיבולת גבוה יותר, חוזק זחילה וקשיחות שבר; לארגון איזומטרי מעורב ודמוי מחט יש ביצועים כלליים טובים יותר. שיטות טיפול בחום הנפוצות הן חישול, תמיסה וטיפול יישון. חישול נועד לסלק לחצים פנימיים, לשפר את הפלסטיות והיציבות הארגונית, על מנת להשיג ביצועים כלליים טובים יותר. בדרך כלל טמפרטורת חישול סגסוגת ו-(+) סגסוגת נבחרה ב-(+)-→ נקודת מעבר פאזה מתחת ל-120 ~ 200 מעלות; טיפול פתרון והזדקנות הוא מאזור הטמפרטורה הגבוהה של הקירור המהיר, על מנת לקבל את שלב המרטנסיט והשלב התת-יציב, ולאחר מכן באזור הטמפרטורה הבינונית לשמור על חום כך שהפירוק של שלבים תת-יציבים אלו , כדי לקבל את השלב או תרכובות כגון פיזור עדין של השלב השני של הנקודה, כדי להפוך את הסגסוגת כדי לחזק את המטרה. בדרך כלל (+) מרווה סגסוגת ב- (+) - → נקודת מעבר פאזה מתחת ל-40 ~ 100 מעלות, מרווה סגסוגת תת-יציבה ב- (+) - → נקודת מעבר פאזה מעל 40 ~ 80 מעלות. טמפרטורת הטיפול בהזדקנות היא בדרך כלל 450-550 מעלות. בנוסף, על מנת לעמוד בדרישות המיוחדות של חומר העבודה, התעשייה משתמשת גם בחישול כפול, חישול איזותרמי, טיפול בחום, טיפול בחום דפורמציה ותהליכי טיפול בחום מתכת אחרים.