Hvað er títan stál?

Stál sem inniheldur blöndu af títan og fleiri málmblöndur eins og nikkel, mólýbden, króm, ál, vanadíum, kopar og kolefni er nefnt títan stál, einnig þekkt sem títan stálblendi. Líkamlega og vélræna eiginleika stáls, svo sem styrk, hörku, brotseigu og háhita skriðþol, er hægt að bæta með því að bæta við títan sem málmblöndu.

Úr hverju er títan stál?

Aðalmálmur ítítan stáler járn, sem myndar grunnfylki málmblöndunnar. Magn járns er mismunandi en er venjulega um 85-95 prósent miðað við þyngd. Títan er bætt við um 5-15 prósent til að veita gagnlega eiginleika. Önnur málmblöndur eins og nikkel, mólýbden, króm, vanadíum, kopar, áli og kolefni má einnig bæta við í litlu magni til að stilla enn frekar eiginleika og eiginleika stálsins.

Framleiðsla á títan stáli hefst með því að bræða járnið og aðra málma saman í ljósbogaofni eða örvunarofni. Bráðinn málmur er síðan hreinsaður og málmblöndur eins og títan, nikkel, króm, mólýbden bætt við í nákvæmu magni. Blandan er síðan steypt í hleifar eða stöðugt steypt í blokkir til frekari vinnslu. Stálið fer síðan í heitvalsingu, hitameðferð og kaldvinnslu til að framleiða endanlega títan stálafurð.

Til hvers er títan stál notað?

Títan stál nýtist í margs konar mikilvægum notkunum þar sem mikils styrks, lítillar þyngdar og góðrar tæringarþols er krafist. Sumir af helstu notkun títan stál eru:

Geimferðaiðnaður: Notað í byggingarhluta flugvéla eins og vængi, skrokka, lendingarbúnað þar sem styrkur og lítil þyngd eru mikilvæg. Hinn sérstakur styrkur títan stál hjálpar til við að hámarka hleðslugetu og eldsneytisnýtingu.

Iðnaðarnotkun: Notað í gufu- og gastúrbínur til orkuframleiðslu. Háhitastyrkur gerir hluti eins og blað, diska, hlífar kleift að standast erfiðar aðstæður. Einnig notað í varmaskipta og þétta í virkjunum.

Bílaiðnaður: Notað í hluta eins og tengistangir, sveifarása, gorma, festingar, útblástursíhluti þar sem þörf er á styrkleika við hátt hitastig. Mikill þreytustyrkur er dýrmætur.

Efnavinnsluiðnaður: Vegna góðs tæringarþols er títan stál notað í efnakljúfa, varmaskipta, loka, dælur til að meðhöndla ætandi umhverfi.

Lífeðlisfræðilegar ígræðslur: Lífsamrýmanleiki og tæringarþol gerir notkun í skurðaðgerðum eins og mjaðma- og hnéliðum, beinplötum, skrúfum.

Íþróttavörur: Golfkylfur, reiðhjólagrind og felgur nýta mikla styrkleika og þyngdarhlutfall og þreytuþol.

Matvælavinnslubúnaður: Með góða tæringarþol, títan stál standa sig vel í hnífapörum, þrýstihylkjum, katlum til matvælavinnslu.

Er títan stál góð gæði?

Já, títan stál er talið hágæða verkfræðiefni vegna eftirfarandi hagstæðra eiginleika:

Hár togstyrkur - Títan stál hefur venjulega togstyrk á bilinu 700 MPa til 1300 MPa, verulega hærri en venjulegt stál. Þetta gerir kleift að hanna létta íhluti.

Góð sveigjanleiki - Þrátt fyrir mikinn styrk heldur títanstál ágætis sveigjanleika til að forðast ótímabæra bilun undir álagi. Lengingargildi eru á bilinu 10-25 prósent í flestum títan málmblöndur.

Framúrskarandi þreytustyrkur - Sveifluálagsþol títanstáls er umfram önnur álstál, sem gerir þau tilvalin fyrir kraftmikla notkun.

Framúrskarandi tæringarþol - Títan eykur tæringarþol til muna vegna eldfösts eðlis. Þetta leyfir notkun í erfiðu umhverfi.

Háhitastyrkur - Títan stál viðhalda styrk sínum og skriðþoli við hitastig allt að 600 gráður, sem gerir háhitanotkun kleift.

Lítil varmaþensla - Stuðullinn fyrir varmaþenslu er næstum helmingur af stáli, sem dregur úr vindi og hitaþreytu.

Ósegulmagnaðir - Þegar títan er bætt við framleiðir málmblöndu sem er ekki segulmagnuð, ​​sem er gagnleg í ákveðnum mikilvægum forritum.

Úrvalsgæði og frammistöðu títanstáls kostar meira. Hins vegar, þegar litið er yfir líftíma vörunnar, réttlæta betri eiginleikar venjulega hærra upphaflega verðmiðann.

Er títan stál það sama og ryðfríu stáli?

Nei, títan stál og ryðfrítt stál eru gjörólík efni hvað varðar samsetningu, eiginleika og notkun. Lykilmunurinn er:

Samsetning: Ryðfrítt stál inniheldur mikið magn af króm (10-20 prósent) og nikkel (8-20 prósent) ásamt stáli.TítanStál inniheldur títan sem aðal blöndunarefni með lágmarks magni af króm og nikkel.

Eiginleikar: Ryðfrítt stál fær styrk sinn frá háu króminnihaldi og síðari hitameðferð. Títan stál fá styrk sinn frá því að títan virkar sem styrkjandi efni í föstu lausninni í járngrunninu.

Tæringarþol: Ryðfrítt stál er fyrst og fremst háð krómoxíðlaginu fyrir tæringarþol. Títan stál byggir á tregðu títans til að standast tæringu.

Háhitastyrkur: Títan stál halda styrk og skriðþol allt að 600 gráður. Ryðfrítt stál getur ekki starfað yfir 300-400 gráðu vegna úrkomu brothættra fasa.

Segulgegndræpi: Ryðfrítt stál er ferromagnetic vegna járns og króms. Títan stál eru ekki segulmagnaðir.

Kostnaður: Títan er dýrara en króm og nikkel. Þannig að títan stál kostar meira en ryðfrítt stál.

Notkun: Þó að það sé einhver skörun, eru títan stál almennt notað þar sem hærra styrkleika-til-þyngdarhlutfall, þreytuþol eða háhitaafköst eru mikilvæg. Ryðfrítt stál nýtist víðari fyrir almenna tæringarnotkun.

Í stuttu máli hafa títan og ryðfrítt stál gjörólík samsetningu sem er sérsniðin til að þróa ákveðna eiginleika og notkun. Títan stál bjóða upp á yfirburða styrkleika-til-þyngdarhlutfall en með hærri kostnaði. Ryðfrítt stál veitir framúrskarandi tæringarþol með lægri kostnaði. Valið fer eftir sérstökum kröfum umsóknarinnar.

Heimildir:

Davis, JR (1993). Alloying: Að skilja grunnatriðin. ASM International.

Lütjering, G. (2003). Títan (verkfræðiefni og ferli). Springer Science & Business Media.

Polmear, IJ (2005). Létt málmblöndur: Málmvinnsla léttmálma. Butterworth-Heinemann.

Donachie, MJ (2000). Títan: Tæknileg leiðarvísir. ASM International.

Bauccio, M. (1993). ASM Metals Reference Book. ASM International.

Baldev Raj, TS, Jayakumar T. (2011). Tæringarhegðun títanblendis. í Bhadeshia HKDH, Honeycombe RWK (ritstj.) Steels. Springer, Berlín, Heidelberg.