Titanyum hakk?nda temel bilgiler

Titanyum, 1950'lerde geli?tirilen ?nemli bir yap?sal metaldir. Titanyum ala??mlar?, yüksek ?zgül mukavemeti, iyi korozyon direnci ve yüksek ?s? direnci nedeniyle ?e?itli alanlarda yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. Dünyadaki bir?ok ülke titanyum ala??ml? malzemelerin ?nemini kabul etti ve bunlar? art arda inceleyerek geli?tirdi ve pratik uygulama elde etti. Titanyum periyodik tablodaki d?rdüncü B elementidir. ?eli?e benzer ve erime noktas? 1 672 C'dir. Ate?e dayan?kl? bir metaldir. Titanyum kabukta bol, Cu, Zn, Sn ve Pb gibi yayg?n metallerden ?ok daha yüksektir. ?in'deki titanyum kaynaklar? son derece boldur. Sadece Sichuan Eyaleti, Panzhihua b?lgesinde bulunan süper büyük vanadyum-titanyum manyetitinde, ilgili Titanyum rezervleri yakla??k 420 milyon tondur, bu da yurtd???ndaki toplam kan?tlanm?? Titanyum rezervlerine yak?nd?r. Titanyum ala??mlar? ?s?ya dayan?kl? ala??mlar, yüksek mukavemetli ala??mlar, korozyona dayan?kl? ala??mlar (Ti-Mo, Ti-Pd ala??mlar?, vb.), Dü?ük s?cakl?k ala??mlar? ve ?zel fonksiyonel ala??mlar (Ti-Fe hidrojen depolama malzemeleri ve Ti-Ni bellek) olarak ikiye ayr?labilir. ala??mlar?).

Titanyum Ala??m? Elemanlar?

Titanyum ala??mlar?, titanyum bazl? ala??mlard?r ve di?er elementlerle birlikte eklenir. Titanyumun iki tür homojen heterojen kristali vard?r: 882 C'nin alt?nda yo?un alt?gen yap?ya sahip alfa titanyum ve vücut merkezli kübik yap?s? 882 C'nin üzerinde olan beta titanyum. Ala??m elementleri faz d?nü?üm s?cakl??? üzerindeki etkilerine g?re ü? kategoriye ayr?labilir: 1. Alfa faz?n? stabilize eden ve faz d?nü?üm s?cakl???n? artt?ran elementler, alüminyum, karbon, oksijen ve azot dahil olmak üzere alfa stabil elementlerdir. Bunlar aras?nda alüminyum, titanyum ala??m?n?n ana ala??m elementidir. Oda s?cakl???nda ve yüksek s?cakl?kta mukavemeti artt?rmak, ?zgül a??rl??? azaltmak ve ala??m?n elastik modülünü artt?rmak üzerinde bariz bir etkiye sahiptir. (2) Kararl? beta faz? ve azalan faz ge?i? s?cakl???, iki tipe ayr?labilen beta kararl? elementlerdir: izomorfik ve ?tektoid. Birincisi molibden, niyobyum ve vanadyum i?erirken ikincisi krom, manganez, bak?r, demir ve silikon i?erir. (3) Zirkonyum ve kalay gibi n?tr elemanlar?n faz ge?i? s?cakl??? üzerinde ?ok az etkisi vard?r.

Oksijen, azot, karbon ve hidrojen, titanyum ala??mlar?ndaki ana kirliliklerdir. Oksijen ve azot, alfa faz?nda daha yüksek ??zünürlü?e sahiptir, bu da titanyum ala??m? üzerinde ?nemli bir gü?lendirici etkiye sahiptir, ancak plastisitesini azalt?r. Titanyumdaki oksijen ve azot i?eri?inin genellikle s?ras?yla 0.15-0.2% ve 0.04-0.05%'nin alt?nda olmas? ?ng?rülmektedir. Hidrojenin alfa faz?ndaki ??zünürlü?ü ?ok azd?r. Titanyum ala??m?nda ??zünen a??r? hidrojen, ala??m? k?r?lgan hale getiren hidrit üretecektir. Genellikle titanyum ala??mlar?ndaki hidrojen i?eri?i 0.015%'nin alt?nda kontrol edilir. Hidrojenin titanyumda ??zünmesi tersine ?evrilebilir.

s?n?fland?rma

Titanyum, erime noktas? 1720 (?) C ve alfa titanyum olarak adland?r?lan 882'nin (?) Alt?ndaki s?cakl?klarda yo?un bir alt?gen kafes yap?s?na ve 882 (?) C'nin üzerindeki s?cakl?klarda vücut merkezli bir kübik kafes yap?s?na sahip bir izomerdir. beta titanyum olarak adland?r?l?r. Farkl? mikroyap?lara sahip titanyum ala??mlar?, faz d?nü?üm s?cakl???n? ve faz i?eri?ini a?amal? olarak de?i?tirmek i?in uygun ala??m elementleri eklenerek elde edilebilir. Titanyum ala??mlar?, oda s?cakl???nda ü? ?e?it matris yap?s?na sahiptir. Titanyum ala??mlar? da ü? kategoriye ayr?labilir: alfa ala??mlar?, (alfa + beta) ala??mlar? ve beta ala??mlar?. ?in, s?ras?yla TA, TC ve TB ile temsil edilmektedir.

Alfa titanyum ala??m?

Alfa fazl? kat? ??zeltiden olu?an tek fazl? bir ala??md?r. Hem genel s?cakl?kta hem de daha yüksek pratik uygulama s?cakl???nda alfa faz?d?r. Saf titanyumdan daha kararl? bir yap?ya, daha yüksek a??nma direncine ve gü?lü oksidasyon direncine sahiptir. Mukavemeti ve sürünme direnci 500 600 C s?cakl?klarda tutulur, ancak ?s?l i?lemle gü?lendirilemez ve oda s?cakl???nda mukavemeti yüksek de?ildir.

Beta titanyum ala??m?

Beta fazl? kat? ??zeltiden olu?an tek fazl? bir ala??md?r. Is?l i?lem g?rmeden yüksek mukavemete sahiptir. S?ndürme ve eskime i?leminden sonra, ala??m daha da gü?lendirilir ve oda s?cakl??? mukavemeti 1372-1666 MPa'ya ula?abilir. Bununla birlikte, termal stabilitesi zay?ft?r ve yüksek s?cakl?kta kullan?m i?in uygun de?ildir.

Alfa + beta titanyum ala??m?

?yi kapsaml? ?zelliklere, iyi yap?sal stabiliteye, iyi toklu?a, plastisiteye ve yüksek s?cakl?k deformasyon ?zelliklerine sahip ?ift fazl? bir ala??md?r. S?cak bas?n? alt?nda i?lenebilir ve s?ndürme ve eskime ile gü?lendirilebilir. Is?l i?lemden sonra, tavlama durumuna k?yasla mukavemet 50%-100% artar ve yüksek s?cakl?k mukavemeti 400 500 s?cakl?kta uzun süre ?al??abilir ve termal stabilitesi alfa titanyum ala??m?ndan daha dü?üktür.

ü? ?e?it titanyum ala??m? aras?nda Alfa-titanyum ala??m? ve alfa + beta-titanyum ala??m? en yayg?n olarak kullan?l?r; Alfa-titanyum ala??m? en iyi i?lenebilirli?e sahiptir, bunu alfa + beta-titanyum ala??m? ve beta-titanyum ala??m? takip eder. Alfa titanyum ala??m kodu TA, beta titanyum ala??m kodu TB, alfa + beta titanyum ala??m kodu TC.

Titanyum ala??m? uygulamas?

Titanyum ala??mlar? ?s?ya dayan?kl? ala??mlar, yüksek mukavemetli ala??mlar, korozyona dayan?kl? ala??mlar (Ti-Mo, Ti-Pd ala??mlar?, vb.), Dü?ük s?cakl?k ala??mlar? ve ?zel fonksiyonel ala??mlar (Ti-Fe hidrojen depolama malzemeleri ve Ti-Ni bellek) olarak ikiye ayr?labilir. ala??mlar?). Tipik ala??mlar?n bile?imi ve ?zellikleri tabloda g?sterilmektedir.

Is?l i?lem prosesi ayarlanarak farkl? faz bile?imi ve yap?s? elde edilebilir. Genel olarak ince e?itlikli yap?n?n daha iyi plastisite, termal kararl?l?k ve yorulma mukavemetine sahip oldu?una inan?lmaktad?r; asiküler yap? daha yüksek mukavemet, sünme mukavemeti ve k?r?lma toklu?una sahiptir; equiaxed ve asicular kar???k yap? daha iyi kapsaml? ?zelliklere sahiptir.

Titanyum ala??mlar? yüksek mukavemetli, dü?ük yo?unluklu, iyi mekanik ?zelliklere, iyi toklu?a ve korozyon direncine sahiptir. Ayr?ca, titanyum ala??m? zay?f teknolojik performansa ve zor kesime sahiptir. S?cak ?al??mada hidrojen, oksijen, azot ve karbon gibi safs?zl?klar? emmek kolayd?r. Ayr?ca zay?f a??nma direnci ve karma??k üretim süreci de vard?r. Sanayile?mi? titanyum üretimi 1948'de ba?lad?. Havac?l?k endüstrisinin geli?mesiyle birlikte, titanyum endüstrisi y?lda ortalama 8% oran?nda büyüyor. ?u anda, dünyadaki titanyum ala??ml? i?leme malzemelerinin y?ll?k üretimi 40.000 tonun üzerine ??kt? ve yakla??k 30 ?e?it titanyum ala??m? derecesi var. En yayg?n olarak kullan?lan titanyum ala??mlar? Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) ve endüstriyel saf titanyumdur (TA1, TA 2 ve TA3).

Titanyum ala??m? ?o?unlukla u?ak motorunun kompres?r par?alar?n? yapmak i?in kullan?l?r, ard?ndan roket, füze ve yüksek h?zl? u?aklar gelir. 1960'lar?n ortalar?nda, titanyum ve ala??mlar? genel sanayide elektroliz endüstrisinde elektrotlar, enerji santrallerindeki kondenserler, petrol ar?t?m? ve deniz suyu tuzdan ar?nd?rma ?s?t?c?lar? ve ?evre kirlili?i kontrol cihazlar? i?in kullan?lmaktad?r. Titanyum ve ala??mlar? bir tür korozyona dayan?kl? yap? malzemesi haline gelmi?tir. Ayr?ca, hidrojen depolama malzemeleri ve ?ekil haf?zal? ala??mlar üretmek i?in de kullan?l?r.

Titanyum ve titanyum ala??mlar? ?in'de 1956'da incelenmi? ve 1960'lar?n ortalar?nda sanayile?mi? titanyum malzeme ve TB2 ala??mlar? üretimi geli?tirilmi?tir.

Titanyum ala??m?, havac?l?k endüstrisinde kullan?lan yeni ve ?nemli bir yap?sal malzemedir. ?zgül a??rl???, gücü ve servis s?cakl??? alüminyum ve ?elik aras?ndad?r, ancak yüksek ?zgül mukavemete ve mükemmel deniz suyu korozyon direncine ve ultra dü?ük s?cakl?k performans?na sahiptir. 1950'de ABD, F-84 avc? bombard?man u?a??n? arka g?vde ?s? yal?t?m plakas?, hava k?lavuz ba?l??? ve kuyruk ba?l??? gibi yük ta??mayan bile?enler olarak ilk kez kulland?. 1960'lardan bu yana, titanyum ala??mlar?n?n kullan?m? arka g?vdeden orta g?vdeye kaym?? ve b?lmeler, kiri?ler, kanatlar ve sürgüler gibi ?nemli yük ta??yan bile?enleri üretmek i?in yap?sal ?eli?in k?smen yerini alm??t?r. Askeri u?aklarda kullan?lan titanyum ala??m? miktar? h?zla artar ve u?ak yap?s?n?n a??rl???n?n 20%-25%'sine ula??r. Titanyum ala??mlar? 1970'lerden beri sivil u?aklarda yayg?n olarak kullan?lmaktad?r. ?rne?in Boeing 747 yolcu u?aklar?nda kullan?lan Titanyum miktar? 3640 kg'dan fazlad?r. Mach say?s? 2,5'ten az olan u?aklar i?in titanyum, yap?sal a??rl??? azaltmak i?in esas olarak ?eli?in yerini almak i?in kullan?l?r. ?rne?in, Amerika Birle?ik Devletleri SR-71 yüksek irtifa yüksek h?zl? ke?if u?a?? (U?an Mach say?s? 3, u?an irtifa 26,212 metre), titanyum u?a??n yap?sal a??rl???n?n 93%'sini olu?turuyordu ve “tamamen titanyum” u?ak olarak biliniyordu. U?ak motorunun itme-a??rl?k oran? 4'ten 6'ya 8'den 10'a yükseldi?inde ve kompres?rün ??k?? s?cakl??? 200 ila 300 derece C'den 500 ila 600 derece C'ye yükseldi?inde, orijinal dü?ük bas?n?l? kompres?r diski ve kanad? yap?sal a??rl??? azaltmak i?in alüminyum, titanyum ala??m? veya paslanmaz ?elik yerine titanyum ala??m?ndan yap?lm?? yüksek bas?n?l? kompres?r diski ve b??a?? ile de?i?tirilmelidir. 1970'lerde, u?ak motorlar?nda kullan?lan titanyum ala??m? miktar?, genel olarak yap?n?n toplam a??rl???n?n 20%-30%'sini olu?turuyordu. Esas olarak d?vme titanyum fanlar, kompres?r diskleri ve b??aklar?, d?kme titanyum kompres?r kasas?, ara kasa, yatak muhafazas? vb. gibi kompres?r bile?enlerini üretmek i?in kullan?ld?. Uzay arac? esas olarak titanyum ala??m?n?n yüksek ?zgül mukavemetini, korozyon direncini ve dü?ük s?cakl?k direncini kullan?r. ?e?itli bas?n?l? kaplar, yak?t tanklar?, ba?lant? elemanlar?, alet kay??lar?, ?er?eveler ve roket mermileri üretmek. Titanyum ala??ml? levha kaynakl? ba?lant?lar, yapay dünya uydular?nda, ay modülünde, insanl? uzay ara?lar?nda ve uzay mekiklerinde de kullan?lmaktad?r.