تیتانیوم و آلیاژهای تیتانیوم

TA1, TA2, TA15, TB5, TB6, TC4, TC9, TC11, TC21, GR1, GR2, Ti-6.5Al-1Mo-1V-2Zr, Ti-15333, Ti-1023, Ti-6.5Al-3.5Mo-2.5Sn-0.3Si, GR5, Ti-6.5AI-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si, Ti-6AI-2.5Mo-2Nb-2, Sn-2Zr-1.5Cr-0.1Si و غیره

به دلیل خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی برجسته‌اش، موقعیت مهمی در بسیاری از کاربردهای صنعتی و فنی دارد. این آلیاژها نه تنها مزایای تیتانیوم خالص را ارث برنا می‌کنند، بلکه با اضافه کردن عناصر دیگر، خواص خاصی را نیز بهبود می‌بخشند. در ادامه توضیحات دقیقی درباره مزایای منحصر به فرد، اهداف تولید، توابع و حوزه‌های کاربردی تیتانیوم و آلیاژهای آن ارائه شده است:

مزایای منحصر به فرد:

نیروی خاص بالا:

آلیاژهای تیتانیوم نسبت مقاومت به وزن بسیار بالایی دارند که آنها را برای کاربردهایی که نیاز به وزن کم با حفظ مقاومت بالا دارند، ایده‌آل می‌کند.

مقاومت عالی در برابر خوردگی:

به ویژه در آب دریا و محیط‌های فرسایشی دیگر، مناسب برای مهندسی دریایی و تجهیزات شیمیایی است.

سازگاری زیستی خوب:

غیر سمی برای بافت‌های بدن انسان و واکنش آلرژیک ایجاد نمی‌کند، به طور گسترده در پیوند‌های پزشکی استفاده می‌شود.

ثبات در دمای بالا:

قادر به حفظ ویژگی‌های مکانیکی خوب خود در دماهای تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد است، مناسب برای محیط‌های دمای بالا مانند فضای‌نوردی.

ضریب کم گسترش حرارتی:

نسبت به بسیاری از فلزات، آلیاژهای تیتانیوم گسترش حرارتی کمتری دارند که کمک می‌کند بعد از اندازه ثابت باقی بماند.

مقاومت در برابر خستگی و سختی:

مقاومت بالا در برابر خستگی و سختی حتی تحت شرایط بارگذاری تکراری حفظ می‌شود.

نیازهای پاسخ داده شده:

اجزاء سازه‌ای سبک وزن:

مانند بدنه هواپیما، اجزای خودرو و غیره، نیاز به موادی با ویژگی‌های قوی و چگالی کم دارند.

اجزاء مقاوم در برابر فرسودگی:

تجهیزاتی که طولانی مدت به محیط‌های فرسایشی معرض قرار می‌گیرند، مانند پلتفرم‌های دریایی و لوله‌های نصب شیمیایی.

کاربردهای بیوفناوری:

شرایط صریح برای امنیت و سازگاری با بدن انسان وجود دارد، مانند جاسازی‌های استخوانی، بازسازی‌های دندانی و غیره.

استفاده در محیط دمای بالا:

اجزاء موتور، توربین بلدها و غیره نیاز به تحمل شرایط کاری دمای بالا دارند.

تجهیزات ورزشی با عملکرد بالا:

قاب‌های دوچرخه، باشلور گلف و سایر طراحی‌هایی که به دنبال سبکی و مقاومت بالا هستند.

ویژگی‌ها
ارائه پشتیبانی ساختاری:	حفظ بی‌نقص بودن و پایداری ساختارهای مکانیکی تحت شرایط تنش پیچیده.
مقاومت در برابر فرسایش محیطی:	محافظت از مؤلفه‌های کلیدی در برابر فرسایش و افزایش عمر کاربردی.
داستان دقیق کنترل ابعاد:	نگهداری ثبات شکل و اندازه در برابر تغییرات دما، به ویژه برای ابزار دقیق.
امنیت و قابلیت اعتماد بیشتر:	خصوصاً در برنامه‌های حیاتی مانند هواپیما، فضا و ایستگاه‌های توان الکتریکی هسته‌ای.
تعزیز ادغام زیستی:	هنگام استفاده در تولید غلتک‌های جراحی، می‌تواند به خوبی با بافت‌های بدن انسان ترکیب شده و رد واکنش را کاهش دهد.

میدان‌های متداول:

هوافضا:

سازه‌های هواپیما، مؤلفه‌های موتور، کasu‌های ماهواره و غیره، با استفاده از نسبت قدرت به وزن بالا و مقاومت علیه فرسایش.

تجهیزات پزشکی:

ایمپلنت‌هایی مانند پلاست‌های استخوانی، پین‌های استخوانی، مفاصل مصنوعی و همچنین ایمپلنت‌های دندانی، و غیره، به خاطر سازگاری زیستی و مقاومت علیه فرسودگی وابسته هستند.

تولید خودرو:

سیستم‌های فاضلاب، سیستم‌های معلق، تیغه‌های وصلی، و غیره، در تعقیب کاهش وزن و بهبود کارایی سوخت می‌باشند.

ثبات در دمای بالا:

اقلام ورزشی:

تجهیزات ورزشی پیشرفته مانند گیرنده‌های دوچرخه، راکت تنیس، دسته‌های اسکی برفی، و غیره، از مزایای کاهش وزن و قدرت بالا برخوردار هستند.

صنعت شیمیایی:

آبرنک‌ها، جابجایی حرارت، شیرهای pompa و دیگر تجهیزاتی که با محیط‌های حاوی اسید قوی و قلیایی مواجه هستند، از مقاومت علیه فرسودگی فوق العاده آن بهره می‌برند.

انرژی:

프로그ام‌های سیستم‌های سردکننده در نیروگاه‌های هسته‌ای و حرارتی، به ویژه در مکان‌هایی که گازها و مایعات فرسایش‌زا وجود دارند.

مجوهرات:

به خاطر زیبایی، مقاومت علیه سوزش و عدم تغییر رنگ، گزینه‌ای محبوب برای مجوهرات نخستین و نوار ساعت‌هاست.

مدل‌های خاص و ویژگی‌های آن‌ها:

تیتانیوم خالص (گروه 1-4):

رده‌های مختلف نشان دهنده سطوح خالصی متفاوت هستند و رده 2 پرتیت انواع تجاری خالص با ویژگی‌های کلی خوب است که بیشترین استفاده را دارد.

합금‌های تیتانیوم آلفا (مانند Ti-6Al-4V):

یکی از جنس‌های آلیاژی تیتانیوم است که بیشترین کاربرد را دارد، آلومینیوم و وانادیوم برای افزایش مقاومت اضافه شده‌اند و در صنایع فضایی و دستگاه‌های پزشکی به کار می‌روند.