درجات ASTM من سبائك التيتانيوم
تحتوي الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد (ASTM) على عدة درجات من سبائك التيتانيوم. على سبيل المثال ، تعد ASTM Grade 1 سبيكة منخفضة من التيتانيوم عالي الصلبة تستخدم بشكل أساسي في التطبيقات التي تكون فيها القابلية للتشكيل أمرًا بالغ الأهمية. تعد ASTM Grade 5 ، المعروفة أيضًا باسم Ti - 6 al - 4 v ، واحدة من سبائك التيتانيوم الأكثر استخدامًا ، مما يوفر مزيجًا جيدًا من القوة والمتانة ومقاومة التآكل.
الخصائص الميكانيكية لسبائك التيتانيوم
قوة عالية - إلى - نسبة الوزن: سبائك التيتانيوم لديها نسبة الوزن أعلى بكثير - إلى - نسبة الوزن من العديد من المعادن الشائعة مثل الصلب والألومنيوم. على سبيل المثال ، Ti - 6 al - 4 v له قوة شد من حوالي {4}} mpa ، في حين أن كثافتها فقط حوالي 4.5 جم\/سم ، أقل بكثير من الصلب.
صلابة جيدة: يمكنهم تحمل تأثيرات الطاقة العالية ولديهم صلابة لكسر جيدة ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات في البيئات القاسية.
مقاومة ارتفاع درجة الحرارة: يمكن لبعض سبائك التيتانيوم الحفاظ على خصائص ميكانيكية جيدة في درجات حرارة مرتفعة. على سبيل المثال ، يتم استخدام بعض السبائك في محركات الطائرات حيث يمكنها العمل في درجات حرارة تصل إلى 500 - 600.
التركيب الكيميائي لسبائك التيتانيوم
العنصر الأساسي هو التيتانيوم (TI). تشمل عناصر السبائك الشائعة الألومنيوم (AL) ، والفاناديوم (V) ، والحديد (FE) ، والموليبدينوم (MO) ، والزركونيوم (ZR). في ti - 6 al - 4 v ، يحسن الألومنيوم من مقاومة القوة والتآكل ، ويعزز الفاناديوم المتانة ويوفر البنية المجهرية المرغوبة.
تطبيقات سبائك التيتانيوم
صناعة الطيران: يتم استخدامها على نطاق واسع في هياكل الطائرات والمحركات ومعدات الهبوط بسبب قوتها العالية - إلى - نسبة الوزن ومقاومة التآكل الجيدة. على سبيل المثال ، يستخدم Boeing 787 كمية كبيرة من سبائك التيتانيوم في هيكله في الهواء الطلق.
المجال الطبي: سبائك التيتانيوم متوافقة حيوياً ، لذلك يتم استخدامها للزرع مثل بدائل الورك والركبة ، وزراعة الأسنان ، والأدوات الجراحية.
صناعة البحرية: مقاومة التآكل الممتازة في مياه البحر تجعلها مناسبة لبناء السفن ، وخاصة في المكونات المعرضة للبيئة البحرية ، مثل المراوح وأنابيب مياه البحر.
الصناعة الكيميائية: يستخدم في المفاعلات ، والمبادلات الحرارية ، وأنظمة الأنابيب للتعامل مع المواد الكيميائية المسببة للتآكل.
مزايا سبائك التيتانيوم
مقاومة التآكل: سبائك التيتانيوم لها مقاومة ممتازة للتآكل في العديد من البيئات ، بما في ذلك مياه البحر والأحماض والقلويات. ويرجع ذلك إلى تكوين طبقة أكسيد رقيقة مستقرة على السطح.
التوافق الحيوي: كما ذكرنا ، فهي تتسامح بشكل جيد - من قبل جسم الإنسان ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات الطبية.
أداء درجة حرارة عالية: يمكنهم الاحتفاظ بخصائصهم الميكانيكية في درجات حرارة عالية أفضل من العديد من السبائك الأخرى ، مما يتيح استخدامها في تطبيقات درجات الحرارة العالية.
تمدد حراري منخفض: سبائك التيتانيوم لها معامل منخفض نسبيا من التمدد الحراري ، مما يعني أنها تخضع لتغيير أقل الأبعاد مع اختلافات في درجة الحرارة ، وهو مهم في التطبيقات الدقيقة.
