டைட்டானியம் அலாய் குழாயின் வித்தியாசம் என்ன?

• வரையறை

டைட்டானியம் அலாய் எஃகு குழாய் என்பது டைட்டானியம் அலாய் பொருளால் செய்யப்பட்ட ஒரு வகையான குழாய் ஆகும், இது உயர் இயந்திர பண்புகள், சிறந்த ஸ்டாம்பிங் செயல்திறன் மற்றும் பல்வேறு வடிவங்களில் பற்றவைக்கப்படலாம், அடிப்படை உலோகத்தின் வலிமையில் 90% வரை பற்றவைக்கப்பட்ட மூட்டுகளின் வலிமை மற்றும் நல்ல வெட்டு மற்றும் செயலாக்க செயல்திறன்.

டைட்டானியத்தின் தொழில்துறை உற்பத்தி 1948 இல் தொடங்கியது. விமானப் போக்குவரத்துத் துறையின் வளர்ச்சிக்கு, டைட்டானியம் தொழில்துறையின் சராசரி ஆண்டு வளர்ச்சி விகிதம் சுமார் 8% ஆகும். தற்போது, ​​உலகின் வருடாந்திர டைட்டானியம் அலாய் செயலாக்கப் பொருட்களின் வெளியீடு 40,000 டன்களை எட்டியுள்ளது, டைட்டானியம் அலாய் தரம் கிட்டத்தட்ட 30 வகையானது. மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் டைட்டானியம் அலாய் Ti-6Al-4V (TC4), Ti-5Al-2.5Sn (TA7) மற்றும் தொழில்துறை தூய டைட்டானியம் (TA1, TA2 மற்றும் TA3) ஆகும்.

• வகைப்பாடு

1. வேதியியல் கலவையைப் பொறுத்து , அவை இரண்டு வகைகளாகப் பிரிக்கப்படுகின்றன: தூய டைட்டானியம் மற்றும் எளிய உலோகக் கலவைகள் மற்றும் பல கலவைகள்.

• தூய டைட்டானியம் மற்றும் எளிய உலோகக்கலவைகள்: தரம் 1 என்பது குறைந்த ஆக்ஸிஜன் கலக்காத டைட்டானியம்; தரம் 2 என்பது நிலையான-ஆக்ஸிஜன் கலக்கப்படாத டைட்டானியம்; தரம் 7 என்பது 0.12-0.25% பல்லேடியம் கொண்ட நிலையான ஆக்ஸிஜன் கலக்கப்படாத டைட்டானியம் ஆகும்; 

• பல கலவைகள்: தரம் 5 என்பது 6% அலுமினியம் மற்றும் 4% வெனடியம் கொண்ட டைட்டானியம் அலாய் ஆகும்; தரம் 9 என்பது 3% அலுமினியம் மற்றும் 2.5% வெனடியம் கொண்ட டைட்டானியம் அலாய் ஆகும்; தரம் 19 என்பது 3% அலுமினியம் மற்றும் 8% வெனடியம், 6% குரோமியம், 4% சிர்கோனியம் மற்றும் 4% மாலிப்டினம் ஆகியவற்றைக் கொண்ட டைட்டானியம் அலாய் ஆகும். கிரேடு 19 என்பது 3% அலுமினியம், 8% வெனடியம், 6% குரோமியம், 4% சிர்கோனியம் மற்றும் 4% மாலிப்டினம் ஆகியவற்றைக் கொண்ட டைட்டானியம் அலாய் ஆகும்.

தவிர, தூய டைட்டானியம் மற்றும் டைட்டானியம் கலவைகளை அவற்றின் பண்புகளின்படி பின்வருமாறு பிரிக்கலாம்:

  1. தொழில்துறையில் தூய டைட்டானியம் ( α வகை டைட்டானியம் கலவை)

      வழக்கமான கிரேடுகள்: Gr1, Gr2, Gr3, Gr5, Gr7 (ASTM தரநிலை).

      சிறப்பியல்புகள்: சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு (குறிப்பாக குளோரைடு அயனி சூழல்), சிறந்த பற்றவைப்பு, நல்ல குளிர் வேலை செயல்திறன்

      பயன்பாடுகள்: இரசாயன குழாய்கள், உப்புநீக்கும் கருவிகள், உயிரியல் உள்வைப்புகள்.

  2. அருகில்- α வகை டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகள்

     வழக்கமான கிரேடுகள்: Gr8, Gr9, Gr12 (ASTM தரநிலை)

     சிறப்பியல்புகள்: சிறந்த உயர் வெப்பநிலை செயல்திறன் (நீண்ட கால பயன்பாட்டு வெப்பநிலை: 450-500 ℃), உயர் க்ரீப் எதிர்ப்பு, வலுவான ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு

     பயன்பாடுகள்: ஏரோ என்ஜின் கம்ப்ரசர் பிளேடுகள், உயர் வெப்பநிலை கட்டமைப்பு கூறுகள்.

  3.α+β வகை இ டைட்டானியம் அலாய்

     வழக்கமான கிரேடுகள்: Gr16, Gr17 (ASTM தரநிலை). உயர் வெப்பநிலை கலவைகள் (β-வகை டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகள்): Gr23, Gr24, Gr25 (ASTM தரநிலை)

     சிறப்பியல்புகள்: உகந்த ஒட்டுமொத்த செயல்திறன் (வலிமை, கடினத்தன்மை, செயலாக்கத்திறன் சமநிலை), வெப்ப சிகிச்சை பலப்படுத்துதல் (திட தீர்வு + வயதான)

     பயன்பாடுகள்: விமானத்தின் உருகி/இன்ஜின் பாகங்கள், செயற்கை மூட்டுகள், பந்தய கார் பாகங்கள்.

  4. β-வகை டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகள்

     வழக்கமான கிரேடுகள்: Ti-10V-2Fe-3Al, Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al (β-21S)

     சிறப்பியல்புகள்: அதி-உயர் வலிமை, சிறந்த குளிர் மோல்டிங் பண்புகள்，மோசமான பற்றவைப்பு, சிக்கலான வெப்ப சிகிச்சை தேவை

     பயன்பாடுகள்: விண்வெளி ஃபாஸ்டென்சர்கள், நீரூற்றுகள், உயர் செயல்திறன் விளையாட்டு உபகரணங்கள்.

செயல்திறன் குறியீடு	தொழில்துறை தூய்மையான டைட்டானியம்	α+β வகை மற்றும்  டைட்டானியம்	அருகில்- α வகை  டைட்டானியம்	β-வகை  டைட்டானியம்
இழுவிசை வலிமை (MPa)	345-550	895-930	800-1000	1000-1350
அடர்த்தி (g/cm³)	4.51	4.43	4.54	4.84
அதிகபட்ச சேவை வெப்பநிலை	350℃	400℃	500℃	300℃
வெல்டபிலிட்டி	சிறந்த	நல்லது	நடுத்தர	மோசமான
வழக்கமான பயன்பாடு	இரசாயன உபகரணங்கள்	ஏரோஸ்ட்ரக்சர் பகுதி	இயந்திர கூறுகள்	ஏரோஸ்பேஸ் ஃபாஸ்டர்னர்

2. டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகளின் இயந்திரப் பண்புகளின்படி வெவ்வேறு வலிமை மற்றும் கடினத்தன்மை எனப் பிரிக்கலாம். 

• வலிமை: தூய டைட்டானியம் கிரேடு 1, கிரேடு 2 வலிமை ஒப்பீட்டளவில் குறைவாக உள்ளது, தரம் 2 இழுவிசை வலிமை 345MPa நிமிடம். மற்றும் கிரேடு 5 டைட்டானியம் அலாய் வலிமை 1000MPa அல்லது அதற்கு மேல், துருப்பிடிக்காத ஸ்டீலை விட 5 மடங்கு அதிகம்.

  
  

• கடினத்தன்மை: பொதுவாகக் கூறினால், தரம் 5 மற்றும் கிரேடு 19 போன்ற அதிக கலப்பு கூறுகளைக் கொண்டவை, அதிக வலிமையை உறுதி செய்யும் போது சிறந்த கடினத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன; அதே சமயம் தூய டைட்டானியம் தரங்கள் கலப்பு டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகளுடன் கடினத்தன்மை செயல்திறனில் சில வேறுபாடுகளைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் தாக்கம் மற்றும் பிற சுமைகளுக்கு உட்படுத்தப்படும் போது வித்தியாசமாக செயல்படுகின்றன.

  
  

3. அரிப்பு எதிர்ப்பு : சில குறிப்பிட்ட அரிக்கும் சூழல்களில், குறிப்பாக அமிலங்களைக் குறைப்பதில், பலாடியம் இல்லாத தூய டைட்டானியம் தரங்களை விட, தரம் 7 மற்றும் கிரேடு 11 போன்ற பல்லேடியம் கொண்ட டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகள் சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன. சூழல்கள், ஆனால் பல்லேடியம் மற்றும் பிற தனிமங்களைக் கொண்ட அரிப்பு எதிர்ப்பிற்காக சிறப்பாக வடிவமைக்கப்பட்ட உலோகக் கலவைகளிலிருந்து குறிப்பிட்ட அரிப்பை-எதிர்ப்பு செயல்திறன் பண்புகளில் வேறுபாடுகள் உள்ளன; கிரேடு 5 டைட்டானியம் உலோகக்கலவைகள் கடல்நீர் போன்ற சூழல்களில் நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளன.

4.பல்வேறு பயன்பாட்டு காட்சிகளின்படி பிரிக்கலாம்

• ஏரோஸ்பேஸ்: தரம் 5 டைட்டானியம் அலாய் பொதுவாக விமானக் கற்றைகள், இறக்கைகள், என்ஜின் கத்திகள் மற்றும் பிற முக்கிய கூறுகளை தயாரிப்பதில் அதன் அதிக வலிமை, நல்ல வெப்ப எதிர்ப்பு மற்றும் சோர்வு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றின் காரணமாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

• இரசாயனத் தொழில்: தரம் 2 டைட்டானியம் அலாய் பொதுவாக வெப்பப் பரிமாற்றிகள், உலைகள், குழாய்கள் மற்றும் பிற இரசாயன உபகரணங்களைத் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது, ஏனெனில் அதன் நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பு மற்றும் மிதமான விலை.

• பயோமெடிக்கல் துறை: கிரேடு 23 டைட்டானியம் அலாய் மிகக் குறைந்த அனுமதி கூறுகள் மற்றும் நல்ல உயிர் இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் செயற்கை மூட்டுகள், பல் உள்வைப்புகள், எலும்பு முறிவு சரிசெய்யும் சாதனங்கள் மற்றும் பிற உயிரியல் மருத்துவ உள்வைப்புகள் தயாரிக்கப் பயன்படுகிறது.

5.செயலாக்க ஏற்ப மாறுபடும் சிரமம் மற்றும் செலவுக்கு

• பொதுவாக, கலப்பு உறுப்புகளின் உள்ளடக்கம் அதிகமாகவும், டைட்டானியம் கலவையின் தரம் மிகவும் சிக்கலானதாகவும் இருப்பதால், செயலாக்குவது மிகவும் கடினம். எடுத்துக்காட்டாக, கிரேடு 1 மற்றும் கிரேடு 2 போன்ற தூய டைட்டானியம் தரங்களைக் காட்டிலும் தரம் 5 டைட்டானியம் உலோகக் கலவைகளைச் செயலாக்குவது மிகவும் கடினம்.

• விலைக் கண்ணோட்டத்தில், அரிதான அல்லது விலையுயர்ந்த கலப்புத் தனிமங்களைக் கொண்ட டைட்டானியம் உலோகக் கலவைகள் (பல்லாடியம் போன்றவை), அதே போல் செயலாக்க கடினமாக இருக்கும் தரங்களின் டைட்டானியம் உலோகக் கலவைகள், பொதுவாக விலை அதிகம். எடுத்துக்காட்டாக, தரம் 7 இல் பல்லேடியம் உள்ளது, எனவே விலை சாதாரண தூய டைட்டானியம் தரங்களை விட அதிகமாக உள்ளது; கிரேடு 19 மற்றும் சிக்கலான அலாய் கலவைகளுடன் கூடிய மற்ற டைட்டானியம் உலோகக் கலவைகளும் ஒப்பீட்டளவில் அதிக விலையைக் கொண்டுள்ளன.

• அறம்

மற்ற உலோகப் பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​டைட்டானியம் அலாய் பின்வரும் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது.

      ① வலிமையை விட (இழுவிசை வலிமை / அடர்த்தி) அதிக (விளக்கப்படத்தைப் பார்க்கவும்), இழுவிசை வலிமை 100 ~ 140kgf / mm2 வரை, எஃகு அடர்த்தி 60% மட்டுமே.

      ② நடுத்தர வெப்பநிலையில் நல்ல வலிமை, அலுமினிய கலவையை விட சில நூறு டிகிரி அதிக வெப்பநிலையைப் பயன்படுத்துதல், வெப்பநிலையின் நடுவில் இன்னும் தேவையான வலிமையைப் பராமரிக்க முடியும், 450 ~ 500 ℃ வெப்பநிலையில் நீண்ட கால வேலை செய்யலாம்.

      ③ நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பு, வளிமண்டலத்தில், டைட்டானியம் மேற்பரப்பு உடனடியாக ஒரு சீரான அடர்த்தியான ஆக்சைடு படத்தை உருவாக்குகிறது, பல்வேறு ஊடக அரிப்புகளை எதிர்க்கும் திறன். பொதுவாக டைட்டானியம் ஆக்சிஜனேற்றம் மற்றும் நடுநிலை ஊடகங்களில் நல்ல அரிப்பு எதிர்ப்பைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் கடல் நீர், ஈரமான குளோரின் மற்றும் குளோரைடு கரைசல் ஆகியவற்றில் அரிப்பு எதிர்ப்பு மிகவும் சிறப்பாக உள்ளது. ஆனால் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் மற்றும் பிற கரைசல்கள் போன்ற ஊடகங்களைக் குறைப்பதில், டைட்டானியத்தின் அரிப்பு எதிர்ப்பானது மோசமாக உள்ளது.

      ④ நல்ல குறைந்த-வெப்பநிலை செயல்திறன், இடைவெளி உறுப்பு மிகவும் குறைந்த டைட்டானியம் கலவையாகும், TA7 போன்றது, -253 ℃ இல் ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு பிளாஸ்டிசிட்டியை பராமரிக்க முடியும்.

      ⑤ நெகிழ்ச்சியின் குறைந்த மாடுலஸ், சிறிய வெப்ப கடத்துத்திறன், ஃபெரோ காந்தம் இல்லை.

      ⑥ அதிக கடினத்தன்மை.

      ⑦மோசமான ஸ்டாம்பிங், நல்ல தெர்மோபிளாஸ்டிக்.