Titán: a technológiai sztár és az alkalmazások úttörője az acél teljesítmény forradalmának

Az acél és a titán kiváló szilárdságuk, keménységük és egyéb fizikai és mechanikai tulajdonságaik miatt gyakran használt fémek a gyártásban.
Az acél vas és szén ötvözete, amelynek széntartalma 0,2–2,1 tömegszázalék. Bár a vas és a szén a fő összetevők, kis mennyiségben más elemek is jelen lehetnek, mint például a mangán, a szilícium és a foszfor. Többféle acél létezik, széntartalom, ötvözőelemek és hőkezelési eljárások szerint kategorizálva. Ezek közé tartozik a lágyacél, a rozsdamentes acél és a nagy szilárdságú, gyengén ötvözött acél. Az acél szilárdságáról, tartósságáról és sokoldalúságáról ismert, így sokféle alkalmazásra alkalmas. Felhasználása az építőipartól az autókon át a szerszámokig és evőeszközökig mindenre kiterjed.
A titán egy kémiai elem, amelynek Ti atomszáma 22. Ez egy ezüstös színű, alacsony sűrűségű és nagy szilárdságú, fényes átmeneti fém. Bár olyan erős, mint az acél, lényegesen kevésbé sűrű, így a választott fém olyan alkalmazásokhoz, ahol kritikus a szilárdság/tömeg arány.

Ötvözetlen állapotában a titán olyan erős, mint néhány acél, de kevésbé sűrű. Más elemekkel, például alumíniummal és vanádiummal ötvözve jelentősen megerősíthető. A titán két fő felhasználási területe a repülőgépipar (repülőgépek, űrhajók és rakéták) és az ipari alkalmazások, mivel könnyű, erős és magas hőmérsékleten is ellenáll a korróziónak.
I. A titán hatása az acél mikroszerkezetére és hőkezelésére
① A titán és a nitrogén, az oxigén, a szén nagyon erős affinitással rendelkezik, jó deoxidáló és gáztalanító szer, valamint a nitrogén és a szén hatékony elemeinek rögzítése.
② titán és szénvegyületek (TiC) kombinációja rendkívül erős, nagy stabilitású, csak 1000 fok fölé melegítve lassan feloldódik a vas szilárd oldatában, a TiC részecskéknek meg kell akadályozniuk az acélszemcsék növekedését és a szerep eldurvulását.
(iii) A titán az egyik erős ferritképző elem, így az ausztenit fázis tartománya szűkül. Titán szilárd oldatban az acél edzhetőségének javítására, míg a TiC részecskék jelenléte az acél edzhetőségének csökkentésére.
④ Amikor a titántartalom elér egy bizonyos értéket, a TiFe2 diffúz kiválása miatt csapadék keményedés léphet fel.
Másodszor, a titán hatása az acél mechanikai tulajdonságaira
① Ha a titán szilárd oldatban van a ferritben, erősítő hatása erősebb, mint az alumíniumé, a mangáné, a nikkelé, a molibdéné stb., ezt követi a berillium, foszfor, réz és szilícium.
② A titánnak az acél mechanikai tulajdonságaira gyakorolt ​​hatása a formájától, a Ti és C-tartalom arányától, valamint a hőkezelési módszertől függ. A {{0}},03%-os titán tömeghányad a folyáshatár 0,1%-ára növelhető, de ha a Ti- és C-tartalom aránya 4-nél nagyobb, szilárdsága és szívóssága meredeken csökken.
(iii) A titán javítja a tartós szilárdságot és a kúszásállóságot.
(iv) A titán javítja az acél szívósságát, különösen az alacsony hőmérsékletű ütésállóságot.
Harmadszor, a titán az acél befolyásának fizikai, kémiai és technológiai tulajdonságairól
① Javítja az acél stabilitását magas hőmérsékleten, nagy nyomáson és hidrogénben.
② A titán javíthatja a rozsdamentes saválló acél korrózióállóságát, különösen a szemcseközi korrózióval szembeni ellenállást.
③ Az alacsony széntartalmú acélban, ha a Ti és C tartalom aránya meghaladja a 4,5 értéket, jó ellenálló képességgel rendelkezik a feszültségkorrózióval és a lúgos ridegséggel szemben, mivel az oxigén, a nitrogén és a szén mind rögzítettek.
(iv) A 4%-6% krómtömeghányadú titán acélhoz való hozzáadása javítja az acél oxidációval szembeni ellenállását magas hőmérsékleten.
⑤ A titán acélhoz való hozzáadása elősegítheti a nitridáló réteg kialakulását, és a szükséges felületi keménység gyorsabban elérhető. A titántartalmú acélokat "gyorsnitridáló acéloknak" nevezik, és nagy pontosságú csavarok gyártására használhatók.
⑥ Az alacsony széntartalmú mangán acél és a magas ötvözetű rozsdamentes nátrium hegeszthetőségének javítása.
Titán alkalmazása acélban
①A 0,025%-nál nagyobb titán tömeghányad ötvözőelemnek tekinthető.
② titán ötvözőelemként közönséges gyengén ötvözött acélban, ötvözött szerkezeti acélban, ötvözött szerszámacélban, gyors szerszámacélban, rozsdamentes acélban, saválló acélban, hőálló, bőrönálló acélban, állandó mágneses ötvözetekben és acélöntvényekben széles körben használják.
③ A titánt különféle fejlett anyagokként használták, fontos stratégiai anyagokká váltak, a repülőgépipar több mint felének felhasználása, mint például a légi űrhajók, erőgépek.