Titan

Titan, trông giống như thép và có ánh bạc xám, là một kim loại chuyển tiếp và đã được coi là một kim loại hiếm trong một thời gian trong quá khứ. Titan không phải là một kim loại hiếm, titan trong lớp vỏ Trái đất chiếm khoảng 0.42% tổng trọng lượng, là đồng, niken, chì, kẽm kết hợp 16 lần. Xếp thứ bảy trong thế giới kim loại, có hơn 70 khoáng chất chứa titan. Titan có độ bền cao, mật độ thấp, độ cứng cao, điểm nóng chảy cao và khả năng chống ăn mòn mạnh. Titan có độ tinh khiết cao có tính dẻo tốt, nhưng trở nên giòn và cứng khi có tạp chất.

Hợp kim titan có thể được phân loại theo các phương pháp phân loại khác nhau, chủ yếu theo cấu trúc tổ chức, nhiệt độ sử dụng, sử dụng và đặc điểm và các cách phân loại khác. 12

Theo phân loại cấu trúc: hợp kim titan có thể được chia thành hợp kim titan, + hợp kim titan và hợp kim titan. - Hợp kim titan là hợp kim dung dịch rắn pha đơn có cấu trúc vi mô ổn định, khả năng chống mài mòn và chống oxy hóa mạnh, nhưng không có độ bền cao ở nhiệt độ phòng. - Hợp kim titan là hợp kim dung dịch rắn pha đơn, có độ bền cao mà không cần xử lý nhiệt và có thể được gia cường thêm sau khi xử lý nhiệt, nhưng độ ổn định nhiệt kém. + Hợp kim titan là hợp kim hai pha có các tính chất toàn diện tốt, chẳng hạn như độ dai, độ dẻo và các tính chất biến dạng ở nhiệt độ cao, và có thể được gia cường bằng cách xử lý nhiệt.

Theo mục đích sử dụng phân loại nhiệt độ: hợp kim titan có thể được chia thành hợp kim titan kết cấu máy bay và hợp kim titan kết cấu động cơ, v.v., theo mục đích sử dụng cụ thể về nhiệt độ và yêu cầu hiệu suất để lựa chọn.

Phân loại theo mục đích sử dụng và đặc tính: Hợp kim titan có thể được chia thành hợp kim titan cường độ thấp, hợp kim titan cường độ trung bình, hợp kim titan cường độ cao, hợp kim titan cường độ cực cao, hợp kim titan chịu hư hỏng, hợp kim titan hiệu suất cao giá rẻ, v.v., để đáp ứng nhu cầu của các lĩnh vực và ứng dụng khác nhau.

Phân loại theo quy trình sản xuất: Hợp kim titan có thể được chia thành hợp kim titan đúc, hợp kim titan biến dạng và hợp kim titan bột, được phân loại theo công nghệ sản xuất và gia công cụ thể.

Theo phân loại cấu trúc ủ: hợp kim titan có thể được chia thành ba loại hợp kim titan, hợp kim titan + và hợp kim titan ε, theo phân loại cấu trúc ủ.

Do tính chất toàn diện tuyệt vời của nó, chẳng hạn như độ bền cao, khả năng chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt, hợp kim titan được sử dụng rộng rãi trong hàng không, vũ trụ, công nghiệp hóa chất, phát triển hàng hải và các lĩnh vực khác. Các loại hợp kim titan khác nhau có đặc điểm và ưu điểm riêng để đáp ứng nhu cầu của các tình huống ứng dụng khác nhau.

Phản ứng cơ học của vật liệu titan đối với ứng suất hoặc tải trọng tác dụng. Nhiệt độ tải, tốc độ biến dạng và môi trường đều ảnh hưởng đến các tính chất cơ học. Các tính chất cơ học chính là: giới hạn chảy và độ bền gãy, độ giãn dài, độ co ngót bề mặt và công va đập, độ bền mỏi và giới hạn mỏi, độ dai gãy và tốc độ phát triển vết nứt mỏi và khả năng chống biến dạng.

Giới hạn chảy (σ0.2) và độ bền gãy (σF) Độ bền của titan nguyên chất công nghiệp và hợp kim titan (de) liên quan đến hàm lượng các nguyên tố vị trí kẽ (de) [O], [N], [C] và các nguyên tố (de) khác trong vật liệu, và các nguyên tố này thường được tích hợp với nhau và được chỉ định là oxy tương đương [O]eq, được tính như sau: [O]eq=[O]+2[N]+0.75[C](phần trăm nguyên tử). Với sự gia tăng của [O]eq(de), giới hạn chảy của vật liệu titan (de) tăng đáng kể. Giới hạn chảy có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc vi mô, ví dụ, + hợp kim titan (Ti-6Al-4V) cấu trúc đẳng cự mịn (de) (de) giới hạn chảy và độ bền gãy cao nhất, có thể đạt tới 1120MPa và 1505MPa, tương ứng.

Hỗn hợp pha đẳng cự chính và dạng kim mịn (hoặc dạng tấm)(de) được gọi là cấu trúc hai hình thái, và độ bền gãy của nó (1455MPa) cao hơn độ bền gãy của dạng kim thô (de) (0MPa). Cấu trúc dạng kim hoàn chỉnh (de)σ0.2 là thấp nhất. Độ bền gãy của hợp kim titan bán bền, chẳng hạn như Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al, bị ảnh hưởng bởi biến dạng cán nguội, xử lý dung dịch và tốc độ làm nguội (de).

Sự gia tăng độ giãn dài, độ co ngót và năng lượng va đập [O]eq làm giảm độ giãn dài của titan ở nhiệt độ phòng (de). [N](de) có hiệu ứng lớn nhất, tiếp theo là [O] và sau đó là [C]. Ủ trong thời gian dài (500 giờ) có thể làm cho độ co ngót bề mặt và công va đập của titan tinh khiết công nghiệp (de) xuất hiện ở giá trị thấp nhất gần 500 độ. Độ giãn dài ở nhiệt độ cao vào khoảng 500 độ và giá trị tối thiểu cũng xuất hiện. Khi tốc độ kéo ε là 2,7×10-5/s, hiệu suất của titan tinh khiết công nghiệp đặc biệt rõ ràng. Độ giãn dài của titan tinh thể mịn (6μm) ở nhiệt độ cao không giảm.

Độ giãn dài hoặc gãy của cấu trúc đồng trục mịn (de) của hợp kim titan + được làm nguội bằng nước sau dung dịch 4V ở 1088K. Pha này có thể được tạo thành martensit trong quá trình biến dạng, cho thấy năng lượng va chạm Charpy và độ dẻo dai gãy động được cải thiện đáng kể ở 223K(de). Đồng thời, độ giãn dài và biến dạng gãy cũng tăng lên. Giới hạn chảy, độ bền gãy và độ giãn dài của hợp kim Ti-5Al-2.5Fe và Ti-6Al-4V (de) có thể tăng lần lượt 8% ~ 15%, 5% ~ 13% và 7% ~ 14% bằng cách sử dụng quy trình xử lý hydro mới.

Độ bền mỏi và giới hạn mỏi Titan nguyên chất công nghiệp có giới hạn mỏi (de) xác định, tăng theo sự gia tăng của oxy tương đương và giảm theo sự thô hóa hạt. Độ bền mỏi (σN) của Ti-6Al-4V(de) (tức là tuổi thọ 107 tuần (de) phạm vi ứng suất) phụ thuộc vào cả cấu trúc của hợp kim (de) và môi trường xung quanh (de) trong quá trình thử nghiệm. Cấu trúc đẳng trục thô (de) có σN thấp nhất, nhỏ hơn 500MPa, và trong không khí và dung dịch 3,5%NaCl, cấu trúc hai chiều (de) có σN cao hơn, lên tới 650 ~ 700MPa. Trong hợp kim titan, các đặc tính mỏi của các mẫu nhẵn (de) có cấu trúc vi mô + đẳng trục tốt hơn so với các cấu trúc vi mô đã biến đổi (de) và tuổi thọ bắt đầu nứt mỏi (de) của trước đây dài hơn. Tuy nhiên, khả năng chống lan truyền vết nứt mỏi của cấu trúc đã biến đổi (de) lớn hơn.

Độ dai gãy biến dạng phẳng của hợp kim titan (de) có liên quan chặt chẽ đến cấu trúc vi mô của nó. Bất kể mức độ bền, độ dai gãy KIC hình thành do quá trình xử lý đều cao hơn độ dai gãy của cùng một cấu trúc isaemic (de) nhưng độ giãn dài thông thường (de) bị phá hủy. Mặc dù thành phần của hợp kim titan + được xác định, nhưng do kinh nghiệm xử lý nhiệt (de) khác nhau, nó có thể xuất hiện cấu trúc vi mô (de) rất khác nhau. Mặc dù giới hạn chảy gần như giống nhau, nhưng độ dai gãy của các vật liệu định hướng khác nhau (de) lại rất khác nhau. KIC của cấu trúc thô (de) cao hơn 22% so với cấu trúc mịn (de) theo hướng TL (de) của tấm dày Ti-6Al-4V. Để đạt được sự cân bằng thích hợp giữa độ dai gãy và độ giãn dài thông thường, có thể thực hiện xử lý nhiệt để thu được cấu trúc hai trạng thái (de). Hiệu ứng của cấu trúc vi mô của hợp kim Ti-6Al-4V (de) lên mô đun rách (TR)(de) phát triển vết nứt chậm (de) có ý nghĩa hơn hiệu ứng của độ dai gãy (JIC)(de). Nếu có pha bán bền trong hợp kim, "martensit tạo ra trong quá trình biến dạng sẽ hữu ích để cải thiện độ dai gãy ở nhiệt độ thấp hơn (de). Độ dai gãy của hợp kim titan loại (de) bị ảnh hưởng bởi kết tủa 2(Ti3Al) (de), độ bền tăng lên và KIC giảm.

Độ dẻo dai gãy của hợp kim titan chủ yếu được xác định bởi sự kết tủa pha (de) (de) từ pha. Hợp kim Ti-15-3 được lão hóa ở nhiệt độ cao rồi đến nhiệt độ thấp, có cả pha thô và pha mịn (de) trong cấu trúc vi mô, độ bền và độ dẻo dai gãy được cân bằng thỏa đáng. Hợp kim titan đúc Ti-15-3 (de)KIC và hợp kim titan Ti-6Al-4V tương đương. Cải thiện độ dẻo dai gãy (de) của hợp kim titan là một yếu tố luyện kim, đồng thời cũng là yếu tố làm giảm tốc độ phát triển vết nứt mỏi (da/dN)(de).

Khả năng chống biến dạng của hợp kim titan gần như là hợp kim titan nhiệt độ cao 400 ~ 500 độ (de), và khả năng chống biến dạng cao nhất của nó đạt được bằng cách làm nguội đến nhiệt độ phòng sau khi xử lý nhiệt trong vùng pha (de). Việc sử dụng hợp kim titan (de) ở nhiệt độ cao hơn làm hỏng các tính chất cơ học của chúng do xảy ra sự mất ổn định về mặt luyện kim, kết tủa Ti3X pha có trật tự, kết tủa silicat và hình thành lớp bề mặt giàu oxy.

Công dụng của kim loại titan là gì?
Bởi vì hợp kim titan cũng có khả năng tương thích tốt với cơ thể con người, hợp kim titan cũng có thể được sử dụng làm xương nhân tạo. Zirconium là vật liệu hóa học được sử dụng trong ngành năng lượng nguyên tử và là vật liệu chống ăn mòn ở nhiệt độ và áp suất cao, nhưng hoạt động của nó trong dung dịch chỉ đứng sau natri.

Là một trong những nhà sản xuất và cung cấp titan hàng đầu tại Trung Quốc trong 20 năm, chúng tôi nồng nhiệt chào đón bạn mua titan sản xuất tại Trung Quốc tại nhà máy của chúng tôi. Tất cả các sản phẩm đều có chất lượng cao và giá cả cạnh tranh.