Titanijum: tehnološka zvijezda i pionir primjene revolucije performansi čelika

Čelik i titanijum su metali koji se najčešće koriste u proizvodnji zbog svoje odlične čvrstoće, tvrdoće i drugih fizičkih i mehaničkih svojstava.
Čelik je legura gvožđa i ugljenika, sa sadržajem ugljenika u rasponu od 0,2% do 2,1% po težini. Iako su željezo i ugljik glavni sastojci, male količine drugih elemenata kao što su mangan, silicijum i fosfor mogu biti prisutne. Postoji nekoliko vrsta čelika, kategoriziranih prema sadržaju ugljika, legirajućim elementima i procesima toplinske obrade. To uključuje meki čelik, nehrđajući čelik i niskolegirani čelik visoke čvrstoće. Čelik je poznat po svojoj snazi, izdržljivosti i svestranosti, što ga čini pogodnim za širok spektar primjena. Njegova upotreba pokriva sve, od građevinarstva i automobila do alata i pribora za jelo.
Titanijum je hemijski element sa simbolom Ti atomski broj 22. To je sjajan prelazni metal srebrnaste boje, male gustine i velike čvrstoće. Iako je jak kao čelik, znatno je manje gust, što ga čini metalom izbora za primjene gdje je omjer čvrstoće i težine kritičan.

U svom nelegiranom stanju, titanijum je jak kao neki čelici, ali manje gust. Kada se legira sa drugim elementima kao što su aluminijum i vanadijum, može se značajno ojačati. Dvije glavne namjene titanijuma su vazduhoplovstvo (avioni, svemirske letelice i projektili) i industrijska primena jer je lagan, jak i otporan na koroziju čak i na visokim temperaturama.
I. Utjecaj titana na mikrostrukturu i termičku obradu čelika
① Titan i dušik, kisik, ugljik imaju vrlo jak afinitet, dobro je sredstvo za deoksidaciju i otplinjavanje i fiksiranje dušika i ugljika djelotvornih elemenata.
② Kombinacija titana i ugljika (TiC) je izuzetno jaka, visoka stabilnost, samo zagrijana na više od 1000 stupnjeva polako će se otopiti u čvrstu otopinu željeza, TiC čestice moraju spriječiti rast čeličnih zrnaca i ogrubljenje uloge.
(iii) Titan je jedan od jakih elemenata koji formiraju ferit, tako da je područje austenitne faze suženo. Titan u čvrstom rastvoru poboljšava kaljivost čelika, dok prisustvo TiC čestica smanjuje otvrdljivost čelika.
④ Kada sadržaj titana dostigne određenu vrijednost, može doći do precipitacijskog stvrdnjavanja zbog difuznog taloženja TiFe2.
Drugo, utjecaj titana na mehanička svojstva čelika
① Kada titanijum postoji u čvrstom rastvoru u feritu, njegov efekat jačanja je veći od aluminijuma, mangana, nikla, molibdena itd., a zatim slede berilijum, fosfor, bakar, silicijum.
② Učinak titana na mehanička svojstva čelika ovisi o obliku u kojem postoji, omjeru sadržaja Ti i C i metodi termičke obrade. Maseni udio titana od {{0}}.03% do 0,1% granice popuštanja može se poboljšati, ali kada je omjer sadržaja Ti i C veći od 4, njegova čvrstoća i žilavost naglo opadaju.
(iii) Titanijum poboljšava izdržljivost i otpornost na puzanje.
(iv) Titanijum ima bolji učinak na žilavost čelika, posebno na udarnu žilavost pri niskim temperaturama.
Treće, titanijum utiče na fizička, hemijska i procesna svojstva čelika
①Poboljšajte stabilnost čelika na visokim temperaturama, visokom pritisku i vodiku.
② titan može poboljšati otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika otpornog na kiseline, posebno otpornost na međugranularnu koroziju.
③ U čeliku sa niskim udjelom ugljika, kada omjer sadržaja Ti i C dosegne više od 4,5, ima dobru otpornost na koroziju pod naprezanjem i alkalno krtljenje jer su kisik, dušik i ugljik svi fiksirani.
(iv) Dodavanje titana čeliku sa masenim udjelom hroma od 4%-6% poboljšava otpornost čelika na oksidaciju na visokim temperaturama.
⑤ Dodavanje titana čeliku može potaknuti stvaranje sloja nitriranja, a potrebna površinska tvrdoća se može postići brže. Čelici koji sadrže titan nazivaju se "brzo nitrirajući čelici" i mogu se koristiti za proizvodnju visoko preciznih vijaka.
⑥Poboljšajte zavarljivost niskougljičnog manganskog čelika i visoko legiranog nehrđajućeg natrijuma.
Primjena titana u čeliku
①Maseni udio titanijuma veći od 0.025% može se smatrati legirajućim elementom.
② titan kao legirajući element u običnom niskolegiranom čeliku, legiranom konstrukcijskom čeliku, legiranom alatnom čeliku, brzoreznom alatnom čeliku, nehrđajućem čeliku, čeliku otpornom na kiseline, čeliku otpornom na toplinu, legurama trajnih magneta i livenom čeliku se široko koriste.
③Titan se koristi kao različiti napredni materijali, postao je važan strateški materijal, korištenje više od polovice avio-industrije, kao što su zrakoplovne svemirske letjelice, energetske mašine.