Titaanisulam--Talustab ruumi kuumust ja aitab luudel kehasse siirdamisel kasvada - Blog

On metall, mis peab 10 000 meetri kõrgusel taluma tundide kaupa kokkupuudet leegiga, mis ületab 1000 kraadi Celsiuse järgi, ilma deformeerumiseta; kuid see peab ka aastakümneteks vaikselt inimkehasse kinni jääma, ilma et seda tagasi lükataks, korrodeeruks või lahti tuleks. Need kaks stsenaariumi nõuavad materjalilt peaaegu vastandlikke omadusi. Üks nõuab ülikõrge temperatuuriga-tugevust, teine aga pikaajalist-ühilduvust eluskoega. Ometi osutavad nad mõlemad samale metallile-titaani sulam.

Siin on küsimus: miks on nii, et mõnda titaanisulamit kasutatakse mootorites, teisi aga inimkehas?

Vastust ei leia perioodilisuse tabelist, vaid see peitub nende sees olevas nähtamatus "struktuuris".

I. Titaani tugevus: kerge, tugev ja vastupidav

Et mõista, miks titaanisulameid nii paljudes valdkondades kasutatakse, peame esmalt vaatama nende "tehaseseadeid". Titaani üks põnevamaid aspekte on see, et see ühendab endas mitmeid eeliseid, mis tavaliselt üksteisega vastuolus on: selle tihedus on oluliselt väiksem kui terasel, kuid selle tugevus konkureerib paljude konstruktsiooniterastega; see on korrosioonikindel-ja püsib stabiilsena paljudes karmides keskkondades; ja see talub endiselt koormusi mõõdukalt kõrgetel temperatuuridel.

Veelgi olulisem on see, et puhtal titaanil on võime "muunduda". Madalatel temperatuuridel paiknevad selle aatomid tihedalt-pakitud struktuuris; kui temperatuur tõuseb üle teatud kriitilise punkti, lülitub see teisele paigutusele. Materjaliteaduses nimetatakse esimest faasiks ja teist faasiks. Peaaegu kõik titaani saladused on kapseldatud nendesse kahesse tähte: tagab stabiilsuse ja sitkuse, samas pakub elastsust ja potentsiaali.

II. TI6AL4V: "Suur vend", kes teeb seda kõike-ja teeb kõik hästi Kui mäletaksite titaanisulamite perekonnast ainult ühte nime, oleks see tõenäoliselt TI6AL4V. See kuulub + kahe-faasi titaanisulamite kategooriasse, mis sisaldab nii stabiilset faasi kui ka sobivat kogust faasi. See "pool-"-pool" konfiguratsioon ei too kaasa keskpärasust, vaid pigem haruldast tasakaalu: piisav tugevus, korralik elastsus, suhteliselt hea töödeldavus ja stabiilne üldine jõudlus. TI6AL4V edu ei tulene mitte ühestki aspektist silma paistmisest, vaid pigem püsivast heast toimimisest.

III. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si: sukelduge veidi sügavamale kuumuse kätte

Standardsed kahefaasilised titaanisulamid hakkavad teatud temperatuuril "pehmenema"-nende tugevus väheneb ja pikaajaline kokkupuude kuumusega põhjustab nende järkjärgulist deformeerumist. Nende terviklikkuse säilitamiseks kõrgematel temperatuuridel ei piisa ainult Gr5 koostisest. Ti-6,5Al-3,5Mo-1,5Zr-0,3S on loodud spetsiaalselt selle "kuumuskindla" rakenduse jaoks. Legeerelementide tasakaalu reguleerimisega jääb selle mikrostruktuur kõrgetel temperatuuridel stabiilsemaks, tagades suurepärase vastupidavuse roomamisele ja pehmenemisele.

Lühidalt: titaanisulameid nimetatakse sageli "universaalseks metalliks", kuid see mitmekülgsus pole kaasasündinud. Selle aluseks on "kuju-nihutav" dupleksstruktuur ja selle potentsiaali määrab inimese kontroll selle mikrostruktuuri üle. Alates tasakaalustatud duplekssulamitest kuni kuuma-kindlate preparaatideni ja peaaegu- süsteemideni, mis maksimeerivad selle potentsiaali – selle laienemise iga sammu juhib üks lihtne põhimõte: materjal pakub võimalusi; ülejäänu on meie otsustada, kas piire nihutada.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube