التيتانيوم

التيتانيوم، الذي يشبه الفولاذ وله لمعان رمادي فضي، هو معدن انتقالي ويعتبر معدنًا نادرًا لبعض الوقت في الماضي. التيتانيوم ليس معدنًا نادرًا، حيث يشكل التيتانيوم في قشرة الأرض حوالي 0.42٪ من الوزن الإجمالي، وهو النحاس والنيكل والرصاص والزنك مجتمعة 16 مرة. يحتل المرتبة السابعة في عالم المعادن، وهناك أكثر من 70 معدنًا يحتوي على التيتانيوم. يتمتع التيتانيوم بقوة عالية وكثافة منخفضة وصلابة عالية ونقطة انصهار عالية ومقاومة قوية للتآكل. يتمتع التيتانيوم عالي النقاء بمرونة جيدة، لكنه يصبح هشًا وصلبًا عند وجود الشوائب.

يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم وفقًا لطرق تصنيف مختلفة، بشكل أساسي وفقًا للهيكل التنظيمي ودرجة حرارة الاستخدام والاستخدام والخصائص وطرق التصنيف الأخرى. 12

وفقًا لتصنيف الهيكل: يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى سبائك التيتانيوم، + سبائك التيتانيوم وسبائك التيتانيوم. -سبائك التيتانيوم هي سبائك محلول صلب أحادي الطور مع بنية دقيقة مستقرة ومقاومة قوية للتآكل ومقاومة للأكسدة، ولكنها ليست عالية القوة في درجة حرارة الغرفة. -سبائك التيتانيوم هي سبائك محلول صلب أحادي الطور، والتي تتمتع بقوة عالية بدون معالجة حرارية ويمكن تقويتها بشكل أكبر بعد المعالجة الحرارية، ولكن الاستقرار الحراري ضعيف. + سبائك التيتانيوم هي سبائك ثنائية الطور ذات خصائص شاملة جيدة، مثل الصلابة واللدونة وخصائص التشوه في درجات الحرارة العالية، ويمكن تقويتها بالمعالجة الحرارية.

وفقا لاستخدام تصنيف درجة الحرارة: يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى سبائك التيتانيوم لهيكل الطائرة وسبائك التيتانيوم لهيكل المحرك، وما إلى ذلك، وفقا للاستخدام المحدد لمتطلبات درجة الحرارة والأداء للاختيار.

التصنيف حسب الاستخدام والخصائص: يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى سبائك تيتانيوم منخفضة القوة، وسبائك تيتانيوم متوسطة القوة، وسبائك تيتانيوم عالية القوة، وسبائك تيتانيوم فائقة القوة، وسبائك تيتانيوم مقاومة للتلف، وسبائك تيتانيوم منخفضة التكلفة وعالية الأداء، وما إلى ذلك، لتلبية احتياجات المجالات والتطبيقات المختلفة.

التصنيف حسب عملية الإنتاج: يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى سبائك التيتانيوم المصبوب وسبائك التيتانيوم المشوهة وسبائك التيتانيوم المسحوق، والتي يتم تصنيفها وفقًا لتكنولوجيا الإنتاج والمعالجة المحددة.

وفقا لتصنيف هيكل التلدين: يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى سبائك التيتانيوم، سبائك التيتانيوم + وسبائك التيتانيوم ε إلى ثلاث فئات، وفقا لهيكل التلدين للتقسيم.

بسبب خصائصها الشاملة الممتازة، مثل القوة العالية، ومقاومة التآكل الجيدة ومقاومة الحرارة، يتم استخدام سبائك التيتانيوم على نطاق واسع في الطيران والفضاء والصناعة الكيميائية والتطوير البحري وغيرها من المجالات. تتمتع الأنواع المختلفة من سبائك التيتانيوم بخصائصها ومزاياها الخاصة لتلبية احتياجات سيناريوهات التطبيق المختلفة.

الاستجابة الميكانيكية لمادة التيتانيوم للإجهاد أو الحمل المطبق. تؤثر درجة حرارة التحميل ومعدل التشوه والوسط البيئي على الخواص الميكانيكية. الخواص الميكانيكية الرئيسية هي: مقاومة الخضوع ومقاومة الكسر، الاستطالة، انكماش السطح والعمل تحت التأثير، مقاومة التعب وحد التعب، صلابة الكسر ومعدل نمو الشقوق الناتجة عن التعب ومقاومة الزحف.

قوة الخضوع (σ0.2) وقوة الكسر (σF) ترتبط قوة التيتانيوم النقي الصناعي وسبائك التيتانيوم (de) بمحتوى عناصر الموضع الفراغي (de) [O] و[N] و[C] وعناصر أخرى (de) في المادة، وعادةً ما يتم دمج هذه العناصر معًا وتحديدها على أنها أكسجين مكافئ [O]eq، والذي يتم حسابه على النحو التالي: [O]eq=[O]+2[N]+0.75[C](النسبة المئوية الذرية). مع زيادة [O]eq(de)، تزداد قوة الخضوع لمادة التيتانيوم (de) بشكل كبير. ترتبط قوة الخضوع ارتباطًا وثيقًا بالبنية الدقيقة، على سبيل المثال، + سبيكة التيتانيوم (Ti-6Al-4V) الدقيقة (de) البنية المتساوية القياس (de) أعلى قوة خضوع وقوة كسر، يمكن أن تصل إلى 1120 ميجا باسكال و1505 ميجا باسكال على التوالي.

يُطلق على خليط الطور المتساوي القياس الأولي والإبر الدقيقة (أو الصفائح) (de) اسم البنية ثنائية الشكل، وقوة كسرها (1455 ميجا باسكال) أعلى من قوة كسر الطور المتساوي القياس الخشن (de) (0 ميجا باسكال). البنية الإبرية الكاملة (de)σ0.2 هي الأقل. تتأثر قوة كسر سبائك التيتانيوم غير المستقرة، مثل Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al، بتشوه الدرفلة الباردة ومعالجة المحلول ومعدل التبريد (de).

تؤدي زيادة الاستطالة والانكماش وطاقة التأثير [O]eq إلى تقليل استطالة التيتانيوم عند درجة حرارة الغرفة (de). [N](de) له التأثير الأكبر، يليه [O] ثم [C]. يمكن أن يؤدي التلدين لفترة طويلة (500 ساعة) إلى ظهور انكماش السطح وعمل التأثير للتيتانيوم النقي الصناعي (de) عند أدنى قيمة بالقرب من 500 درجة. الاستطالة عند درجة حرارة عالية حوالي 500 درجة، وتظهر أيضًا القيمة الدنيا. عندما يكون معدل الشد ε 2.7×10-5/s، يكون أداء التيتانيوم النقي الصناعي واضحًا بشكل خاص. لم ينخفض ​​استطالة التيتانيوم البلوري الدقيق (6μm) عند درجة حرارة عالية.

يتم إخماد استطالة أو كسر البنية المحورية الدقيقة (de) لسبائك التيتانيوم + بالماء بعد محلول 4 فولت عند 1088 كلفن. يمكن تحريض الطور في مارتنسيت أثناء التشوه، مما يدل على أن طاقة تأثير شاربي وصلابة الكسر الديناميكية تتحسن بشكل كبير عند 223 كلفن (de). في نفس الوقت، يتم أيضًا زيادة الاستطالة وإجهاد الكسر. يمكن زيادة قوة الخضوع وقوة الكسر واستطالة سبائك Ti-5Al-2.5Fe و Ti-6Al-4V (de) بنسبة 8٪ ~ 15٪ و 5٪ ~ 13٪ و 7٪ ~ 14٪ على التوالي باستخدام عملية المعالجة الهيدروجينية الجديدة.

قوة التعب وحد التعب التيتانيوم النقي الصناعي له حد تعب محدد (de)، يزداد مع زيادة الأكسجين المكافئ وينخفض ​​مع خشونة الحبيبات. تعتمد قوة التعب (σN) لـ Ti-6Al-4V(de) (أي عمر 107 أسابيع (de) لنطاق الإجهاد) على كل من بنية السبيكة (de) والوسط المحيط (de) أثناء الاختبار. البنية المتساوية المحاور الخشنة (de) لها أقل σN، أقل من 500 ميجا باسكال، وفي الهواء ومحلول 3.5٪ كلوريد الصوديوم، فإن البنية ثنائية الأبعاد (de) لها σN أعلى، تصل إلى 650 ~ 700 ميجا باسكال. في سبائك التيتانيوم، تكون خصائص التعب للعينات الملساء (de) ذات البنية الدقيقة المتساوية المحاور + أفضل من تلك الخاصة بالبنية الدقيقة المحولة (de)، وعمر بدء تشقق التعب (de) للأولى أطول. ومع ذلك، فإن مقاومة انتشار الشقوق الناتجة عن التعب للهيكل المحول (de) أكبر.

ترتبط صلابة كسر الانفعال المستوي لسبائك التيتانيوم (de) ارتباطًا وثيقًا ببنيتها الدقيقة. بغض النظر عن مستوى القوة، فإن صلابة الكسر KIC المتكونة من المعالجة أعلى من نفس البنية المتساوية القوة (de)، ولكن الاستطالة التقليدية (de) تالفة. على الرغم من تحديد تركيبة سبيكة التيتانيوم +، إلا أنه بسبب تجربة المعالجة الحرارية (de) المختلفة، يمكن أن تظهر بنية دقيقة مختلفة جدًا (de). على الرغم من أن قوة الخضوع متماثلة تقريبًا، فإن صلابة الكسر للمواد ذات التوجهات المختلفة (de) مختلفة جدًا. كانت KIC للبنية الخشنة (de) أعلى بنسبة 22٪ من تلك الخاصة بالبنية الدقيقة (de) في اتجاه TL (de) للوحة سميكة Ti-6Al-4V. من أجل تحقيق التوازن المناسب بين صلابة الكسر والاستطالة التقليدية، يمكن إجراء المعالجة الحرارية للحصول على بنية ثنائية الحالة (de). إن تأثير البنية الدقيقة لسبائك Ti-6Al-4V (de) على معامل التمزق لنمو الشقوق البطيئة (de) (TR)(de) أكثر أهمية من تأثير صلابة الكسر (JIC)(de). إذا كانت هناك مرحلة غير مستقرة في السبيكة، فإن "المارتنسيت المستحث أثناء التشوه يساعد في تحسين صلابة الكسر عند درجة حرارة أقل (de). تتأثر صلابة كسر سبائك التيتانيوم من النوع 2 (de) بترسيب 2(Ti3Al) (de)، وتزداد القوة، وتنخفض KIC.

يتم تحديد صلابة كسر سبيكة التيتانيوم بشكل أساسي من خلال ترسب الطور (de) من الطور. يتم تعتيق سبيكة Ti-15-3 في درجة حرارة عالية ثم درجة حرارة منخفضة، وهناك طور خشن وطور ناعم (de) في البنية الدقيقة، ويتم موازنة القوة وصلابة الكسر بشكل مرضٍ. سبيكة التيتانيوم Ti-15-3 المصبوبة (de)KIC وسبائك التيتانيوم Ti-6Al-4V المكافئة. يعد تحسين صلابة الكسر (de) لسبائك التيتانيوم عاملاً معدنيًا، وهو أيضًا عامل لتقليل معدل نمو شقوق التعب (da/dN)(de).

تبلغ مقاومة الزحف لسبائك التيتانيوم تقريبًا 400 ~ 500 درجة مئوية (de) سبائك التيتانيوم، ويتم الحصول على أعلى مقاومة للزحف عن طريق التبريد إلى درجة حرارة الغرفة بعد المعالجة الحرارية في منطقة الطور (de). يؤدي استخدام سبائك التيتانيوم (de) في درجات حرارة أعلى إلى إتلاف خصائصها الميكانيكية بسبب حدوث عدم الاستقرار المعدني، وترسيب Ti3X في الطور المنظم، وترسيب السيليكات وتكوين طبقة سطحية غنية بالأكسجين.

ما هو استخدام معدن التيتانيوم؟
نظرًا لأن سبائك التيتانيوم تتمتع أيضًا بتوافق جيد مع جسم الإنسان، فيمكن أيضًا استخدام سبائك التيتانيوم كعظام صناعية. الزركونيوم هو مادة كيميائية تستخدم في صناعة الطاقة الذرية وكمادة مقاومة للتآكل في درجات الحرارة والضغط العالية، ولكن نشاطه في المحلول يأتي في المرتبة الثانية بعد الصوديوم.

باعتبارنا أحد أبرز مصنعي وموردي التيتانيوم في الصين منذ 20 عامًا، نرحب بكم بحرارة لشراء التيتانيوم المصنوع في الصين من مصنعنا. جميع المنتجات ذات جودة عالية وبأسعار تنافسية.