Titaani

Titaani, joka näyttää teräkseltä ja jolla on hopeanharmaa kiilto, on siirtymämetalli ja sitä on pidetty jo jonkin aikaa harvinaisena metallina. Titaani ei ole harvinainen metalli, titaanin osuus maankuoressa on noin 0,42% kokonaispainosta, on kuparia, nikkeliä, lyijyä, sinkkiä yhdistettynä 16 kertaa. Seitsemännellä sijalla metallimaailmassa on yli 70 titaania sisältävää mineraalia. Titaanilla on korkea lujuus, alhainen tiheys, korkea kovuus, korkea sulamispiste ja vahva korroosionkestävyys. Erittäin puhtaalla titaanilla on hyvä plastisuus, mutta se muuttuu hauraaksi ja kovaksi, kun läsnä on epäpuhtauksia.

Titaaniseokset voidaan jakaa eri luokitusmenetelmien mukaan, pääasiassa organisaatiorakenteen, käyttölämpötilan, käytön ja ominaisuuksien sekä muiden luokitustapojen mukaan. 12

Rakenneluokituksen mukaan: titaaniseos voidaan jakaa titaaniseokseen, + titaaniseokseen ja titaaniseokseen. -titaaniseos on yksifaasinen kiinteä liuosseos, jolla on vakaa mikrorakenne, vahva kulutuskestävyys ja hapettumisenkestävyys, mutta ei korkea lujuus huoneenlämpötilassa. -titaaniseos on yksifaasinen kiinteä liuosseos, jolla on korkea lujuus ilman lämpökäsittelyä ja jota voidaan edelleen vahvistaa lämpökäsittelyn jälkeen, mutta lämpöstabiilisuus on huono. + Titaaniseos on kaksifaasinen metalliseos, jolla on hyvät kattavat ominaisuudet, kuten sitkeys, plastisuus ja korkeiden lämpötilojen muodonmuutosominaisuudet, ja jota voidaan vahvistaa lämpökäsittelyllä.

Lämpötilaluokituksen käytön mukaan: titaaniseos voidaan jakaa ilma-aluksen rakenteeseen titaaniseoksesta ja moottorin rakenteeseen titaaniseoksesta jne. lämpötilan ja suorituskyvyn vaatimusten erityiskäytön mukaan.

Luokittelu käytön ja ominaisuuksien mukaan: Titaaniseokset voidaan jakaa edelleen heikkolujuisiin titaaniseoksiin, keskilujiin titaaniseoksiin, korkealujuisiin titaaniseoksiin, erittäin lujiin titaaniseoksiin, vaurioitumiseen johtaviin titaaniseoksiin, edullisiin korkean suorituskyvyn titaaniseoksiin metalliseokset jne. eri alojen ja sovellusten tarpeisiin.

Luokittelu tuotantoprosessin mukaan: Titaaniseokset voidaan jakaa valutitaaniseoksiin, muotoiltuihin titaaniseoksiin ja jauhemaisiin titaaniseoksiin, jotka luokitellaan tietyn tuotanto- ja jalostustekniikan mukaan.

Hehkutusrakenteen luokituksen mukaan: titaaniseos voidaan jakaa titaaniseos, + titaaniseos ja ε titaaniseos kolmeen luokkaan jaon hehkutusrakenteen mukaan.

Erinomaisten kokonaisvaltaisten ominaisuuksiensa, kuten korkean lujuuden, hyvän korroosionkestävyyden ja lämmönkestävyyden, ansiosta titaaniseosta käytetään laajasti ilmailussa, ilmailussa, kemianteollisuudessa, merenkulun kehittämisessä ja muilla aloilla. Eri tyyppisillä titaaniseoksilla on omat ominaisuutensa ja etunsa, jotka vastaavat eri käyttöskenaarioiden tarpeita.

Titaanimateriaalin mekaaninen vaste kohdistettuun rasitukseen tai kuormitukseen. Kuormauslämpötila, muodonmuutosnopeus ja ympäristöaine vaikuttavat kaikki mekaanisiin ominaisuuksiin. Tärkeimmät (de)mekaaniset ominaisuudet ovat myötöraja ja murtolujuus, venymä, pinnan kutistuminen ja iskutyö, väsymislujuus ja väsymisraja, murtolujuus ja väsymishalkeamien kasvunopeus ja virumisvastus.

Myötölujuus (σ0.2) ja murtolujuus (σF) Teollisen puhtaan titaanin ja titaaniseoksen lujuus (de) liittyy väliaseman (de) elementtien [O], [N], [C] ja muut (de) elementit materiaalissa, ja nämä alkuaineet on yleensä integroitu yhteen ja määritelty happiekvivalentiksi [O]eq, joka lasketaan seuraavasti: [O]eq=[O]{{ 3}}[N]+0.75[C](atomiprosenttia). [O]eq(de) kasvaessa titaanimateriaalin myötöraja (de) kasvaa merkittävästi. Myötölujuus liittyy läheisesti mikrorakenteeseen, esim. + titaaniseos (Ti-6Al-4V) hieno (de) isometrinen rakenne (de) korkein myötöraja ja murtolujuus, voi saavuttaa 1120 MPa ja 1505 MPa, vastaavasti.

Primaarisen isometrisen faasin ja hienon neulamaisen (tai levyn)(de) seosta kutsutaan dimorfiseksi rakenteeksi, ja sen murtolujuus (1455MPa) on suurempi kuin karkean isometrisen (de) (0MPa). Täydellinen neulamainen rakenne (de)σ0.2 on pienin. Metastabiilien titaaniseosten, kuten Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, murtolujuuteen vaikuttavat kylmävalssauksen muodonmuutos, liuoskäsittely ja jäähdytysnopeus (de ).

Venymän, kutistumisen ja iskuenergian lisäys [O]eq vähentää titaanin venymää huoneenlämpötilassa (de). [N](de):llä on suurin vaikutus, jota seuraa [O] ja sitten [C]. Pitkäaikainen hehkutus (500 h) voi saada teollisen puhtaan titaanin (de) pinnan kutistumisen ja iskutyön näyttämään alimmalla arvolla lähellä 500 astetta. Venymä korkeassa lämpötilassa on noin 500 astetta, ja myös minimiarvo näkyy. Kun vetonopeus ε on 2,7 × 10-5/s, puhtaan teollisen titaanin suorituskyky on erityisen ilmeinen. Hienokiteisen (6 μm) titaanin venymä korkeassa lämpötilassa ei vähentynyt.

+ Titaaniseoksen hienon isaaksiaalisen rakenteen (de) venymä tai murtuminen sammutetaan vedellä 4 V:n liuoksen jälkeen 1088 K:ssa. Vaihe voidaan indusoida martensiitiksi muodonmuutoksen aikana, mikä osoittaa, että Charpy-iskuenergia ja dynaaminen murtolujuus paranevat merkittävästi lämpötilassa 223K(de). Samalla myös venymä ja murtumajännitys lisääntyvät. Ti-5Al-2.5Fe- ja Ti-6Al-4V-seosten (de) myötölujuutta, murtolujuutta ja venymää voidaan lisätä 8 % ~ 15 % ,5 % ~ 13 % ja 7 % ~ 14 % käyttämällä uutta vetykäsittelyprosessia.

Väsymislujuus ja väsymisraja Teollisella puhtaalla titaanilla on selvä (de)väsymisraja, joka kasvaa ekvivalentin hapen lisääntyessä ja laskee rakeiden karkeneessa. Ti-6Al-4V(de) väsymislujuus (σN) (eli 107 viikon (de) jännitysalueen käyttöikä) riippuu sekä lejeeringin rakenteesta (de) että ympäristössä (de) testin aikana. Karkealla tasaakselisella rakenteella (de) on pienin σN, alle 500 MPa, ja ilmassa ja 3,5 % NaCl-liuoksessa kaksiulotteisella rakenteella (de) on suurempi σN, jopa 650 ~ 700 MPa. Titaaniseoksissa tasaakselisella + mikrorakenteella olevien sileiden näytteiden (de) väsymisominaisuudet ovat paremmat kuin muunnetun mikrorakenteen (de), ja edellisen väsymishalkeaman alkamis (de) käyttöikä on pidempi. Kuitenkin muunnetun rakenteen väsymishalkeaman etenemisvastus (de) on suurempi.

Titaaniseoksen (de) tasovenymämurtolujuus liittyy läheisesti sen mikrorakenteeseen. Lujuustasosta riippumatta prosessoimalla muodostuva murtolujuus KIC on korkeampi kuin saman lujuuden (de) iseemisellä rakenteella, mutta tavanomainen (de) venymä on vaurioitunut. Vaikka + titaaniseoksen koostumus on määritetty, erilaisen lämpökäsittelykokemuksen (de) vuoksi se voi näyttää hyvin erilaiselta (de) mikrorakenteelta. Vaikka myötöraja on lähes sama, eri suuntautuneiden materiaalien murtolujuus (de) on hyvin erilainen. Karkean rakenteen (de) KIC oli 22 % korkeampi kuin hienorakenteen (de) Ti-6Al-4V paksun levyn TL-suunnassa (de). Oikean tasapainon saavuttamiseksi murtolujuuden ja tavanomaisen venymän välillä voidaan suorittaa lämpökäsittely kaksitilarakenteen (de) saamiseksi. Ti-6Al-4V-seoksen (de) mikrorakenteen vaikutus hitaan halkeaman kasvun (de) repeytyskertoimeen (TR)(de) on merkittävämpi kuin murtolujuuden (JIC) vaikutus. )(de). Jos lejeeringissä on metastabiili faasi, "muodonmuutoksen aikana indusoitunut martensiitti auttaa parantamaan murtolujuutta alemmassa lämpötilassa (de). -tyyppisen titaaniseoksen (de) murtolujuuteen vaikuttaa 2(Ti3Al) -saostuminen (de), vahvuus kasvaa ja osaamis- ja innovaatioyhteisö pienenee.

Titaaniseoksen murtolujuus määräytyy pääasiassa (de)faasin (de) saostumisen perusteella faasista. Ti-15-3-seos vanhennetaan korkeassa ja sitten matalassa lämpötilassa, mikrorakenteessa on sekä karkeafaasia että hienoa (de)faasia, ja lujuus ja murtolujuus ovat tasapainossa tyydyttävästi. Valettu Ti-15-3-titaaniseos (de)KIC ja Ti-6Al-4V-titaaniseosekvivalentti. Titaaniseoksen murtolujuuden (de) parantaminen on metallurginen tekijä, ja se on myös tekijä, joka vähentää väsymishalkeaman kasvunopeutta (da/dN)(de).

Lähes titaaniseoksen virumisenkestävyys on 400 ~ 500 astetta korkean lämpötilan (de) titaaniseoksen, ja sen suurin virumisvastus saadaan jäähdyttämällä huoneenlämpötilaan lämpökäsittelyn jälkeen faasivyöhykkeellä (de). Titaaniseosten (de)käyttö korkeammissa lämpötiloissa vahingoittaa niiden mekaanisia ominaisuuksia johtuen metallurgisesta epävakaudesta, järjestetystä faasisesta Ti3X-saostuksesta, silikaattisaostuksesta ja happirikkaiden pintakerrosten muodostumisesta.

Mikä on titaanimetallin käyttö?
Koska titaaniseoksella on myös hyvä yhteensopivuus ihmiskehon kanssa, titaaniseosta voidaan käyttää myös keinotekoisena luuna. Zirkonium on kemiallinen materiaali, jota käytetään atomienergiateollisuudessa ja korroosionkestävänä materiaalina korkeassa lämpötilassa ja paineessa, mutta sen aktiivisuus liuoksessa on toiseksi natriumin jälkeen.

Yhtenä johtavista titaanin valmistajista ja toimittajista Kiinassa 20 vuoden ajan toivotamme sinut lämpimästi tervetulleeksi ostamaan Kiinassa valmistettua titaania täältä tehtaaltamme. Kaikki tuotteet ovat korkealaatuisia ja kilpailukykyisiä.