Utjecaj i primjena titanijuma u čeliku

Čelik i titan 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. Dok 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 i atomskim brojem 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. Titanijum na mikrostrukturu čelika i uticaj termičke obrade

① titan i dušik, kisik, ugljik imaju jak afinitet, dobar je deoksidans i fiksni dušik, ugljični učinkoviti elementi.

② vezna sila titana i ugljika (TiC) je vrlo jaka, visoka stabilnost, samo zagrijana na više od 1000 stupnjeva polako će se otopiti u čvrstom rastvoru željeza, TiC čestice moraju spriječiti rast čeličnog zrna i grublje uloge.

(iii) Titan je jedan od jakih elemenata koji formiraju ferit, tako da je područje austenitne faze suženo. Titan u čvrstoj otopini za poboljšanje kaljivosti čelika, dok prisustvo TiC čestica smanjuje otvrdljivost čelika.

④ sadržaj titana dostigne određenu vrijednost, zbog difuznog taloženja TiFe2, može proizvesti efekat taloženja.

Drugo, uticaj titanijuma 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 Utjecaj 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.

④ titan na žilavost čelika, posebno na niskim temperaturama udarna žilavost je poboljšana.

Treće, titanijum utiče na fizička, hemijska i procesna svojstva čelika

① Poboljšajte stabilnost čelika na visokim temperaturama, visokom pritisku, 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 4,5 ili više, on ima dobru otpornost na koroziju pod naprezanjem i alkalnu lomljivost jer su kisik, dušik i ugljik svi fiksirani.

④ 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 može se postići brže. Čelici koji sadrže titan nazivaju se "brzo nitrirajući čelici" i mogu se koristiti za proizvodnju visoko preciznih vijaka.

Poboljšajte zavarljivost niskougljičnog manganskog čelika i visoko legiranog nehrđajućeg natrijuma.

Primjena titana u čeliku

① maseni 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 je korišten kao razni napredni materijali, postao je važan strateški materijal, korištenje više od polovice zrakoplovne industrije, kao što su zrakoplovne svemirske letjelice, energetske mašine.