โลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมไทเทเนียม

1. องค์ประกอบ: วัสดุหลักและโครงสร้างโลหะผสม

Titanium Steel ไม่ใช่วัสดุที่ใช้ไทเทเนียมอย่างแท้จริง มันหมายถึงโลหะผสมสแตนเลส (เหล็กส่วนใหญ่โครเมียมและนิกเกิล) ที่มีไทเทเนียมน้อยที่สุด (โดยทั่วไป 0. 1 - 0. 5% โดยน้ำหนัก) ไทเทเนียมที่นี่ทำให้โครงสร้างของเหล็กคงที่ป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในสถานการณ์อุณหภูมิสูง (เช่นในสแตนเลสเกรด 321) มันยังคงเป็นโลหะผสมเหล็กโดยมีเหล็กเป็นฐาน

โลหะผสมไทเทเนียมส่วนใหญ่เป็นไทเทเนียม (มากกว่า 50% โดยน้ำหนัก) รวมกับองค์ประกอบเช่นอลูมิเนียมวานาเดียมโมลิบดีนัมหรือเซอร์โคเนียม โลหะผสมเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มคุณสมบัติเช่นความแข็งแรงความต้านทานการกัดกร่อนหรือความเข้ากันได้ทางชีวภาพ ตัวอย่างเช่น ti -6 al -4 V (อลูมิเนียม 6%, 4% วานาเดียม) เป็นโลหะผสมไทเทเนียมชื่อดังที่มีมูลค่าสำหรับอัตราส่วนความแข็งแรงต่อน้ำหนักสูง

2. คุณสมบัติทางกายภาพและเครื่องกล

ความหนาแน่นและน้ำหนัก: เหล็กไทเทเนียมมีความหนาแน่นคล้ายกับเหล็กมาตรฐาน (~ 7.8 g/cm³) ในขณะที่โลหะผสมไทเทเนียมมีน้ำหนักเบากว่ามาก (~ 4.5 g/cm³) ประมาณครึ่งน้ำหนักของเหล็ก สิ่งนี้ทำให้โลหะผสมไทเทเนียมเหมาะสำหรับการใช้งานที่จัดลำดับความสำคัญการลดน้ำหนักเช่นส่วนประกอบการบินและอวกาศ

ความต้านทานการกัดกร่อน: เหล็กไทเทเนียมขึ้นอยู่กับชั้นออกไซด์ของโครเมียมสำหรับความต้านทานการกัดกร่อนซึ่งสามารถประนีประนอมในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง (เช่นการสัมผัสคลอไรด์) อย่างไรก็ตามโลหะผสมไทเทเนียมสร้างชั้นไทเทเนียมไดออกไซด์ (TIO₂) ที่รักษาตัวเองให้ความต้านทานที่เหนือกว่าในน้ำทะเลของเหลวในร่างกายหรือการตั้งค่าทางเคมี

ความเข้ากันได้ทางชีวภาพ: เหล็กไทเทเนียมอาจปล่อยโลหะติดตามเช่นนิกเกิลอาจทำให้เกิดอาการแพ้ในขณะที่โลหะผสมไทเทเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง (เช่น ti -6 al -4 v eli สำหรับการใช้งานทางการแพทย์)

3. แอปพลิเคชัน: จากต้นทุนมีประสิทธิภาพสูงถึงประสิทธิภาพสูง

Titanium Steel เป็นที่ชื่นชอบในการใช้งานที่เป็นมิตรกับงบประมาณ:

การใช้งานอุตสาหกรรมเช่นเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนไอเสียยานยนต์หรือท่อซึ่งมีการกัดกร่อนปานกลางและความต้านทานความร้อนเพียงพอ

สินค้าอุปโภคบริโภคเช่นเครื่องประดับนาฬิกาหรืออุปกรณ์เสริม (มักจะวางตลาดเป็น "เหล็กไทเทเนียม" สำหรับความสามารถในการจ่ายแม้ว่าส่วนใหญ่จะเป็นสแตนเลส)

อัลลอยไทเทเนียมยอดเยี่ยมในทุ่งที่มีความต้องการสูง:

การบินและอวกาศ: เฟรมอากาศยานเครื่องยนต์เจ็ทและเกียร์เชื่อมโยงไปถึงใช้ประโยชน์จากความแข็งแรงที่มีน้ำหนักเบา

การแพทย์: รากฟันเทียมทันตกรรมการเปลี่ยนสะโพกและแผ่นกระดูกด้วยความเข้ากันได้ทางชีวภาพและความต้านทานต่อของเหลวในร่างกาย

อุตสาหกรรมทางทะเลและเคมี: แท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งส่วนประกอบของเรือหรือเครื่องปฏิกรณ์เจริญรุ่งเรืองในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน

4. ความซับซ้อนด้านต้นทุนและการผลิต

เหล็กไทเทเนียมมีราคาถูกกว่าเนื่องจากเหล็กมีมากมายและกระบวนการผลิต (เช่นการหลอม) นั้นตรงไปตรงมามากขึ้น มีให้เลือกอย่างกว้างขวางในเกรดสแตนเลสมาตรฐาน

โลหะผสมไทเทเนียมมีค่าใช้จ่ายมากขึ้นเนื่องจากการสกัดที่ซับซ้อน (เช่นกระบวนการ Kroll สำหรับฟองน้ำไทเทเนียม) และความท้าทายในการประมวลผล-จุดหลอมเหลวสูงของพวกเขาต้องการสภาพแวดล้อมก๊าซเฉื่อยสำหรับการเชื่อมและการตัดเฉือนเป็นเรื่องยากมากขึ้น

Titanium Steel เป็นตัวแปรสแตนเลสที่มีการเติมไทเทเนียมเล็กน้อยเหมาะสำหรับการใช้งานที่ประหยัดต้นทุนซึ่งต้องการการกัดกร่อนในระดับปานกลางและความต้านทานความร้อน ในทางตรงกันข้ามโลหะผสมไทเทเนียมเป็นวัสดุที่ใช้ไทเทเนียมซึ่งออกแบบมาเพื่อความต้องการประสิทธิภาพสูงเช่นความแข็งแรงที่มีน้ำหนักเบาความเข้ากันได้ทางชีวภาพหรือความทนทานต่อสภาพแวดล้อมที่รุนแรง การทำความเข้าใจองค์ประกอบและคุณสมบัติของพวกเขาเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกวัสดุที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานเฉพาะตั้งแต่ส่วนประกอบอุตสาหกรรมไปจนถึงสินค้าอุปโภคบริโภค