Dažādi titāna un titāna-titāna sakausējumu lietojumi
Titāns ir ķīmisks elements ar simbolu Ti un atomskaitli 22. Titāna blīvums ir 4,54g/cm3, kas ir par 43% vieglāks nekā tēraudam. Tas ir augstāks par alumīniju, bet zemāks par tēraudu, varu un niķeli. Tā īpatnējā izturība ir pirmajā vietā starp metāliem.
Tas ir spīdīgs pārejas metāls, kas pazīstams ar savu augsto izturību, zemu blīvumu, labu izturību pret koroziju, kā arī labu plastiskumu un metināmību.
Pateicoties tā labvēlīgajām īpašībām, titānu parasti izmanto plašā lietojumu klāstā, tostarp aviācijā, automobiļos, medicīniskajos implantos un sporta aprīkojumā.
No otras puses, titāna sakausējums ir materiāls, kas izmanto titānu kā parasto metālu, bet tiek sajaukts ar nelielu daudzumu citu elementu, lai mainītu tā īpašības. Šie sakausējuma elementi var ietvert tādus elementus kā alumīnijs, vanādijs, molibdēns utt. atkarībā no sakausējuma vēlamajām īpašībām
Pēc piemaisījumu satura titānu iedala augstas tīrības titānā (tīrība līdz 99,9%) un rūpnieciski tīrā titānā (tīrība līdz 99,5%). Ir trīs rūpnieciskā tīra titāna kategorijas, kuras apzīmē ar TA + sērijas numuriem 1, 2 un 3. Jo lielāks skaitlis, jo zemāka tīrības pakāpe. Ti: 4,507 g/cm3, Tm: 1688 grādi. Tam ir alotropiska transformācija ar cieši saspiestas sešstūra struktūras fāzi, kas ir mazāka par vai vienāda ar 882,5 grādiem, un fāze ar ķermeņa centrālo kubisko struktūru, kas ir lielāka par vai vienāda ar 882,5 grādiem. Tīram titānam ir zema izturība, bet augsta īpatnējā izturība, laba plastika, laba zemas temperatūras izturība un augsta izturība pret koroziju. Titānam ir laba spiediena apstrādes veiktspēja, bet slikta griešanas veiktspēja. Titāns var sadegt, karsējot slāpeklī, tāpēc karsējot un metinot titānu ir jāaizsargā ar argonu.
Tīra titāna mērķis: piemaisījumu saturam ir liela ietekme uz titāna veiktspēju. Neliels piemaisījumu daudzums var ievērojami uzlabot titāna izturību. Tāpēc rūpnieciskā tīra titāna izturība ir augsta, tuvu augstas stiprības alumīnija sakausējumu līmenim, un to galvenokārt izmanto naftas ķīmijas siltummaiņu, reaktoru, kuģu detaļu, lidmašīnu apvalku uc ražošanai ar darba temperatūru zem 350 grādiem.
Titāna sakausējumi attiecas uz dažādiem sakausējumiem, kas izgatavoti no titāna un citiem metāliem. Titāna sakausējumu blīvums parasti ir aptuveni 4,51 g/cm3, kas ir tikai 60% no tērauda blīvuma. Titāna sakausējumiem ir augsta izturība, laba izturība pret koroziju un karstumizturība. Titāna sakausējumi veido tikai 60% no tērauda, un dažu augstas stiprības titāna sakausējumu izturība pārsniedz daudzu leģēto konstrukciju tēraudu izturību. Titāna sakausējumu izgatavo, pievienojot al, mo, cr, sn un citas ķīmiskas vielas uz tīra titāna bāzes. Tieši šo ķīmisko vielu dēļ abu titāna metālu īpašības atšķiras. Sakausējumus bieži izmanto prasīgākos vai specializētos lietojumos, kur tīram titānam var nebūt vajadzīgo īpašību.
Atšķirība starp titānu un titāna sakausējumiem
Izlemjot izmantot neleģētu, komerciāli tīru titānu vai kādu no tā sakausējumiem, ražotāji ņems vērā tādus pamatfaktorus kā izturība un izturība pret koroziju. Mehāniskās īpašības, piemēram, blīvums, noguruma plaisu augšanas ātrums un izturība pret lūzumiem, noteiks sakausējuma sastāvu un termiskās apstrādes nepieciešamību.
Korozijas lietojumiem parasti priekšroka tiek dota tīram titānam, jo tā stiprība ir zemāka. Šādi lietojumi var ietvert siltummaiņus, uzglabāšanas tvertnes un reakcijas tvertnes dažādām nozarēm un nozarēm, tostarp elektroenerģijas ražošanai, ķīmiskai apstrādei un atsāļošanai.
Ja runa ir par augstas veiktspējas lietojumiem, tiek izmantoti augstākas izturības titāna sakausējumi. Tos izmanto gāzturbīnu un dažādu gaisa kuģu konstrukciju, kā arī zemūdens un urbšanas iekārtu izstrādē. Mūsdienās titāna sakausējumus izmanto arī biomedicīnas implantu un velosipēdu detaļu (rāmju) ražošanā.
Tiek izmantoti sakausējumi, piemēram, Ti-6Al-4V un Ti-3Al-8V-6Cr-4Mo-4Zr piekrastes urbšanas lietojumos un ģeotermālajos cauruļvados. Citi sakausējumi, tostarp Ti-6V-2Sn-2Zr-2Cr-2Mo+Si, Ti-10V-2 Fe-3Al, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo+Si izmanto kosmosa lietojumos, kā arī gāzturbīnu dzinējos.
