درجات آلیاژ تیتانیوم: مروری بر چهار نوع اصلی

بر اساس متون، بیش از 100 گرید آلیاژ تیتانیوم وجود دارد، اما تنها 12 مورد از آنها در صنعت استفاده می شود. با این حال، به خاطر سپردن این گریدها به وضوح دشوار است، بنابراین متالورژیست ها آنها را بر اساس ریزساختارشان طبقه بندی می کنند.

طبقه بندی آلیاژ تیتانیوم
بر اساس تغییرات در ریزساختار، آلیاژهای تیتانیوم به چهار نوع طبقه بندی می شوند: آلیاژهای تیتانیوم -نوع، نزدیک- -نوع، + -نوع و -نوع.

تیتانیوم خالص در حدود 882 درجه دچار تغییر ساختار کریستالی می شود. در زیر این دما، تیتانیوم دارای ساختار شش ضلعی بسته-بسته شده (HCP) است که به عنوان فاز شناخته می شود. در دماهای بالاتر، به یک ساختار مکعبی مرکز-بدنی (BCC) تبدیل می‌شود که به عنوان فاز شناخته می‌شود. عناصر آلیاژی بر محتوای فاز یا فاز در دمای اتاق تأثیر می گذارند. آلومینیوم، اکسیژن و نیتروژن به طور معمول فاز را تثبیت می کنند، در حالی که عناصری مانند وانادیم، مولیبدن، کروم و نیوبیم تمایل دارند فاز را تثبیت کنند و در نتیجه سری اصلی آلیاژ تیتانیوم ایجاد می شود. همچنین می توانیم تغییرات ساختاری کلی را به صورت زیر درک کنیم: → نزدیک- → + → . با این تغییرات ساختاری، ویژگی هایی مانند استحکام، شکل پذیری، مقاومت در برابر حرارت، شکل پذیری و پاسخ عملیات حرارتی نیز تغییر می کند.

آلیاژهای تیتانیوم

آلیاژهای معمولی TA0، TA1، TA2، TA3، TA7، TA9 و TA10 آلیاژهای نسبتاً رایج تیتانیوم خالص صنعتی هستند که در کاربردهایی که به مقاومت خوردگی بالا نیاز دارند نیز استفاده می‌شوند. این آلیاژها به دلیل استحکام بسیار بالا انتخاب نمی شوند. مقاومت در برابر خوردگی عالی، جوش پذیری خوب و ماشین کاری نسبتا خوب از مزایای آنها است. بنابراین، آنها معمولاً در تجهیزات شیمیایی، مبدل های حرارتی، سیستم های لوله کشی، تجهیزات پتروشیمی، تجهیزات کلر{9}}قلیایی و سیستم های تصفیه آب استفاده می شوند. برای تجهیزاتی که در معرض رسانه های خورنده قرار دارند، استحکام کششی بالا نسبت به مقاومت به خوردگی تیتانیوم سود کمتری دارد.

نزدیک آلیاژهای تیتانیوم-

آلیاژهای نزدیک{0}} عمدتاً از فاز تشکیل شده‌اند که حاوی مقدار کمی از فاز هستند. نمرات شامل TA11، TA15، TA13 و TA19 است. در مقایسه با آلیاژهای معمولی، این مواد دارای استحکام دمایی-و مقاومت در برابر خزش بالایی هستند. اینها معمولاً در سازه‌های هوافضا و اجزای مرتبط با موتور استفاده می‌شوند. به عنوان مثال، TA15، همچنین به عنوان BT20 شناخته می شود، و TA19، مربوط به Ti-6242S، عملکرد بهبود یافته ای را ارائه می دهند. خواص آنها استحکام تیتانیوم را در دمای اتاق افزایش می دهد و در عین حال عملکرد آن را در مدت زمان طولانی در دماهای بالا حفظ می کند.

+ آلیاژهای تیتانیوم

رایج ترین انواع آلیاژ عبارتند از TC1، TC4، TC6، TC10 و TC11. ما بر روی TC4 تمرکز خواهیم کرد، زیرا این آلیاژ گسترده‌ترین، طولانی‌ترین-استفاده شده، بهترین-عملکرد و پرکاربردترین آلیاژ است. فرمول شیمیایی TC4 Ti-6Al-4V است و در سطح بین المللی به عنوان تیتانیوم درجه 5 شناخته می شود. ترکیب آن تقریباً 6 درصد آلومینیوم و 4 درصد وانادیم است.

+ آلیاژهای تیتانیوم می توانند برای جوشکاری و ماشین کاری چالش برانگیزتر باشند. عملکرد نهایی تا حد زیادی توسط فرآیند ماشینکاری تعیین می شود، عملیات حرارتی، و شرایط مواد آلیاژهای تیتانیوم می توانند برای جوشکاری و ماشین آلات چالش برانگیزتر باشند.

آلیاژهای تیتانیوم

آلیاژهای تیتانیوم حاوی نسبت بیشتری از عناصر تثبیت کننده - هستند. به عنوان مثال، TB2، بتا C، و دیگر آلیاژهای ناپایدار. ویژگی بارز این مواد شکل پذیری آنهاست. در حالت تیمار شده با محلول، برخی از آلیاژها نسبتاً آسان سرد می شوند-. قدرت آنها می تواند به طور قابل توجهی پس از پیری بهبود یابد. برای برخی از گریدها، بسته به ترکیب، فناوری پردازش و عملیات حرارتی، استحکام کششی می تواند به حدود 1300-1400 مگاپاسکال برسد. این امر باعث جذابیت آلیاژهای تیتانیوم در زمینه هایی مانند فنرها، اتصال دهنده ها، قطعات هوافضا و تجهیزات نفت و گاز می شود. آلیاژها عموماً گرانتر هستند و خواص آنها به فناوری پردازش و عملیات حرارتی بسیار حساس است. آنها به سادگی نسخه های "تقویت شده" TC4 نیستند.

انتخاب آلیاژ تیتانیوم مناسب برای صنعت شما
هنگام انتخاب یک آلیاژ تیتانیوم مناسب، عواملی مانند مقاومت در برابر خوردگی خوب ممکن است آلیاژها را مناسب تر کند. برای کاربردهای دمای بالا، آلیاژهای + (مانند TC4) استحکام و چقرمگی ترکیبی خوبی را ارائه می‌دهند که آنها را به متداول‌ترین آلیاژهای تیتانیوم تبدیل می‌کند. آلیاژها به ویژه برای استحکام بالا، شکل پذیری سرد یا خواص عملیات حرارتی خاص مهم هستند.

اقدامات احتیاطی برای استفاده از آلیاژهای تیتانیوم Xuze:

محیطی برای استفاده

قدرت مورد نیاز

روش های پردازش و شکل دهی

جوشکاری و عملیات حرارتی

بودجه هزینه

نتیجه گیری

سپس بر اصول اولیه انتخاب آلیاژ تیتانیوم مسلط خواهید شد: برای مقاومت در برابر خوردگی و جوش پذیری خوب، انتخاب کنید. برای مقاومت در برابر دمای بالا، نزدیک- را انتخاب کنید. برای عملکرد جامع، + (TC4 را به عنوان پشتیبان) انتخاب کنید. برای شکل دهی سرد و استحکام فوق العاده{3}}، انتخاب کنید