ورود به حساب ثبت نام جدید فراموشی کلمه عبور
برای ورود به حساب کاربری خود، نام کاربری و کلمه عبورتان را در زیر وارد کرده و روی “ ورود به حساب” کلیک کنید.





اگر فرم ثبت نام برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.









اگر فرم بازیابی کلمه عبور برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.





نمایش نتایج: از 1 به 8 از 8
  1. #1
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    تیتانیم ( خواص ، کاربرد ، معرفی آلیاژ ها و ... )

    تيتانيم فلز نسبتاً سبكي است با چگالي gr/cm3 54/4 كه بين چگالي آلومينيم (gr/cm3 71/2) و آهن (gr/cm3 87/7) قرار مي گيرد. نقطه ذوب تيتانيم C ْ1668 است كه از نقطه ذوب آهن بيشتر است، (C ْ1536) و مدول كشسان آن 2Ib/in106Í8/16 که بین مقادیر مربوط به آهن و آلمینیوم قرار مي گيرد.جزء فلزات با نقطه ذوب بالا است به دلیل تشکیلTio2 برای مقاومت وخوردگی و زد زنگ استفاده می شود به دلیل سبکی وزن و وزن مخصوص کم در موتور جت و در پوسته وبدنه قطعات هواپیما استفاده می شود استفاده تیتانیم در قطعات باعث کاهش وزن ودر نتیجه باعث کاهش سوخت می شود ، از تنها فلزاتی که در آب نمک ودر آب دریا خواص خستگی و خوردگی مناسبی دارد غیر مغناطیسی و قابلیت تغییر فرم پذیری عالی و کشش عالی دارد و نسبت استحکام و وزن آن بهتر از فولاد است.چگالي، نقطه ذوب و مدول كشسان تيانيم با خواص آلومينيم و آهن را جدول 1 مقايسه شده است.



    چگالي
    تيتانيم
    آلومينيم
    آهن
    چگالي ((gr/cm3
    54/4
    70/2
    87/7
    مدول الاستيسيته lb/in2 106Í
    8/16
    0/9
    5/28
    نقطه ذوب، C ْ
    1668
    660
    1536
    ساختار بلوري در دماي اتاق
    HCP
    FCC
    BCC


    جدول 1- خواص فيزيكي منتخب تيانيم در مقايسه با خواص آلومينيوم و آهن


    تیتانیم دو شکل بلوری آلوتروپیک دارد این اشکال عبارتنداز a که ساختار شش وجهی فشرده دارد و Bکه ساختار بلوری مکعب مرکز دار دارد در تیتانیم خالص فاز a تا 883 درجه سانتیگراد پایدار است در بیشتر از883 درجه سانتیگراد این فاز به فاز B تبدیل میشود.



    سيستمهاي آلياژي تيتانيم و نمودارهاي فازي
    براي توجيه ريزساختارهاي مختلفي كه در آلياژهاي تيتانيم مشاهده شده است، لازم است از سيستمهاي تثبيت شده مختلف و نمودارهاي فازي آلياژي دو تايي تيتانيم آگاهي داشته باشيم. با وجود اين، بايد يادآوري شود كه نمودارهاي فازي دوتايي را براي شرايط نزديك به تعادل درنظر مي گيرند. در صورتي كه اغلب الياژهاي تجاري با آهنگهاي سريعتري سرد مي شوند.
    آلياژهاي دوتايي تيتانيم به دو سيستم پايدار شده تقسيم مي شوند: a و B . در سيستم پايدار شده a ، این منطقه با افزايش عناصر پايداركننده a وسيعتر مي شود. در سيستم پايدار شده B ، منطقه فاز B ، با افزايش عناصر پايداركننده B وسيعتر مي شود.

    سيستم پايدار شده a

    در سيستم دوتايي پايدار شده a برطبق شكل 1 عناصر آلياژي بيشتر در فاز aمحلول اند و خط دگرگوني B به طرف بالا حركت مي كند.

    برخي از عناصر جانشيني كه فاز تيتانيم a را پايدار مي كنند، آلومينيم، گاليم و ژرمانيم مي باشند. از بين اين سه عنصر، آلومينيم مهمترين است. درحقيقت تقريباً همه آلياژهاي تيتانيم داراي آلومينيم مي باشند زيرا آلومينيم براي شكل پذيري و سبكي به تيتانيم افزوده مي شود. خط دگرگوني فاز B در تيتانيم در نمودار فازيTi-Alدر شکل(2 ) آمده است.

    بعضي از عناصر آلياژي بين نشين نيز فاز a را پايدار مي كنند. اكسيژن، نيتروژن، و كربن همه عناصر پايداركننده a هستند. از آنجا كه اكسيژن ناخالصی است كه در تمام آلياژهاي تجارتي تيتانيم يافت مي شود، يك عنصر مهم پايداركننده a مي باشد. گاهي با استفاده از مقدار اكسيژن مي توان استحكام را مشخص كرد البته میزان حلالیت هید روژن درتیتانیم از دمای (3300 درجه سانتیگراد به بالا) افزایش می یابد و باعث تشکیل هیدرورتیتانیم Tih می شود که باعث شکننده شدن آلیاژ می شود .




    سيستمهاي پايدار شده B
    در این سیستم عناصری مانند وانادیم و مولیبدن باعث پایداری فاز B میشوند
    B به طور کلی به دو نوع تقسیم می شود : B هم شکل و B اوتکتویید.
    سيستم هم شكل B ، در سيستم هم شكل B عناصر آلياژي به طور كامل دراین فاز محلول اند وبه aیا يك فاز ديگر يا تركيب تجزیه نمي شود. با افزايش مقدار عنصر آلياژي، دماي دگرگوني B كاهش مي يابد (شكل 3).

    ویرایش توسط سینا شریفی : 2013/05/14 در ساعت 01:17

  2. 4
  3. #2
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218
    عناصر آلياژي كه از نوع B هم شكل اند عبارتند از:
    واناديم، موليبدن، تانتالم و كلومبيم. مهمترين اين عناصر واناديم و موليبدن مي باشند كه نمودارهاي فازي آنها در شكلهاي 4 و 5 آمده است.



    سيستم اوتكتوييد B ، در اين سيستم عناصر آلياژي مانند آهن –کرم و سیلیسیم این فاز را پايدار مي كنند، اما اگر سرد كردن خيلي آرام انجام شود فازB مي تواند به فاز a به اضافه يك فاز يا يك تركيب ديگر تبديل شود (شكل 6).



    عناصر آلياژي اوتكتوييد B دو نوع اند.
    1- تشكيل دهنده هاي سريع يا فعال اوتكتوييد
    2- تشكيل دهنده هاي آرام يا كند اوتكتوييد.
    در تيتانيم تشكيل دهنده هاي سريع اوتكتوييدعناصرسيليسيم و مس هستند. اين عناصر باعث مي شوند فاز B خيلي سريع به يك تركيب و فاز تجزيه شود. تشكيل دهنده هاي آرام اوتكتوييد عناصري مثل كرم، منگنز، آهن، نيكل، و كبالت مي باشند. اين عناصر در آهنگ تجزيه اوتكتوييدي خيلي كند هستند. شكل 7 نمودار فازي Ti-Cr نشان مي دهد.



    ساير عناصر آلياژي. قلع و زيركونيم به اغلب آلياژهاي تيتانيم اضافه مي شوند. اين عناصر حلاليت زيادي در هر دو فاز جامد a و B دارند ولي تأثير زيادي در پايدار كردن فاز ندارند. اين عناصر از اين جهت مفيدند كه در استحكام دهي محلول جامد شركت كرده و تشكيل فاز مضر در تيتانيم مثل فاز را كند مي كند. شكل 8 نمودار فازي سيستم Ti-zr و شكل 9 نمودار فازي.Ti-sn را نشان ميدهد .





  4. 4
  5. #3
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    طبقه بندي آلياژهاي تيتانيم

    طبقه بندي آلياژهاي تيتانيم
    آلياژهاي تيتانيم برحسب فازهاي موجود در ساختار آنها طبقه بندي مي شوند. آلياژهايي كه بيشتر از فاز a تشكيل شده اند، آلياژهاي aناميده مي شوند، در حالي كه آلياژهايي كه اساساً داراي فازa با مقدار كمي عناصر پايداركننده B باشند به نام آلياژهاي نزديك به تيتانيم _a ناميده مي شوند. آلياژهايي كه شامل مخلوط فاز a و B مي باشند. به عنوان آلياژ B + a ناميده مي شوند. بالاخره آلياژهاي تيانيم كه فاز B بعد از سركردن از دماي عمليات حل سازي در دماي اتاق پايدار شده است به عنوان آلياژ B طبقه بندي مي شوند.

    آلياژهاي تيتانيم a . به طور كلي بر روي آلياژهاي a و نزديك a نمي توان عمليات گرمايي وجوشكاري انجام داد، اين آلياژها داراي استحكام متوسط، چقرمگي خوب و مقاومت خزشي خوب در دماي بالا مي باشند.

    آلياژهاي تيتانيم B + a . با عمليات گرمايي مي توان استحكام اغلب آلياژهاي a + B را تا حد متوسطي افزايش داد. سطح استحكام آنها متوسط به بالاست، آنها خواص شكل پذيري خوبي نيز دارند ولي در دماهاي زياد مقاومت خزشي مطلوبي مثل مقاومت خزشي آلياژهاي a و نزديك a ندارند.

    آلياژهاي B . با عمليات گرمايي مي توان استحكام آلياژهاي غني از B را تا حد خيلي زيادي افزايش داد و نيزتا حدودی اين آلياژها راشكل پذيرکرد. اما، چگالي نسبتاً زيادي دارند و وقتي استحكام زيادي داشته باشند شكل پذيري آنها كم است. براثر اين معايب، در حال حاضر كاربرد زيادي ندارند.


    آلياژهاي تيتانيم

    تركيب شيميايي و كاربردهاي خاص
    به دليل Ti-%5Al-%2/5Sn امروزه تنها يك آلياژ مهم تمام وجود دارد كه كاربرد تجارتي دارد، و تركيب اسمي آن آلومينيم و قلع هر دو پايداركننده در تيتانيم مي باشند، اين آلياژ تمام است
    آلومينيم يكي از مهمترين عناصر آلياژي براي تيتانيم به شمار مي رود زيرا استحكام آن را تشكيل محلول جامد افزايش داده Ti-%5Al-%2/5Sn و چگالي آن را نيز كاهش مي دهد. به آلياژ
    قلع مي افزايند زيرا با ايجاد محلول جامد موجب افزايش استحكام مي شود. اكسيژن، كه تا حدودي در تمام آلياژهاي تيتانيم وجود دارد، نيز مثل آلومينيم پايداركننده قوي a است و استحكام تيتانيم را افزايش مي دهد. با وجود اين، مثل تمام عناصر بين نشين در تيتانيم، اكسيژن شكل پذيري آن را كاهش مي دهد و بنابراين يك آلياژ مخصوص كم اكسيژن Ti%5Al-%2/5Sn براي كاربردهايي بوجود آمد كه نياز به شكل پذيري خوب در دماي پايين دارند. آلياژ قابل جوشكاري است و پايداري و مقاومت به اكسايش خوبي در دماي بالا دارد. با وجود اين، استحكام آن متوسط است.


    ريزساختار
    ، آلياژهاي تيتانيم تمام ساختار بلوري را دارند. ممكن است بر اثر حضور ناخالصيهاي پايداركننده B مثل آهن، نيز وجود داشته باشد. ذرات ريز فاز B رادرساختارتمام a وجود داشته باشد.

    آلومينيم مهمترين عنصر آلياژي جانشيني در تيتانيم a مي باشد زيرا به مقدار زيادي فاز a را پايدار مي كند، در حالي كه استحكام تيتانيم را افزايش و چگالي آن را كاهش مي دهد. با وجود اين، مقدار آلومينيمي كه براي تيتانيم به كار مي رود به 5 تا 6% وزني محدود مي شود چون باعث شکنندگی آلیاژ می شود
    افزايش قلع، زيركونيم و اكسيژن (اغلب به صورت ناخالصي وجود دارند) نيز فاز aرا در تيتانيم پايدار مي كند و استحكام فلز را افزايش مي دهد. طبق نظريه روزنبرگ حداكثر آلومينيم معادل اين عناصر آلياژي كه بايد به تيتانيم اضافه شوند تا از تشكيل زياد فاز 2 جلوگيري كند برابر است با :



    کاربرد خاص شرایط آلیاژهای تیتانیم
    فلز قابل جوشکاری برای آهنگری و قسمتهای صفحات فلزی مثل موتور هواپیما، تیغه های توربین بخار،مقاومت خوب در برابراکسایش واستحکام خوب در600تا1100 درجه فارنهایت،پایداری خوب در دمای بالا تابکاری شده 5%Al2.5%Sn
    درجه مخصوص برای ظروف سرما زا با فشار بالا که تحت 423 درجه فارنهایت کار میکنند. تابکاری شده 5%Al2.5%Sn
    (با اکسیژن کم)

    جد ول 2- ترکیب شیمیایی و کاربرد های خاص آلیاژهای تیتانیم a



    آلياژهاي تيتانيم B +a

    تركيب شيميايي و كاربرد خاص
    در اين طبقه از آلياژهاي تيتانيم، يك يا چند عنصر پايداركننده B به مقدار كافي وجود دارد تا در دماي اتاق مقدار چشمگيري فاز B نگه داشته شود، و درنتيجه ساختار B + a ايجاد شود. براي افزايش استحكام آلياژهاي تيتانيم a + B مي توان عمليات حل سازي، آب دادن و پيرسازي را انجام داد.
    این آلیاژ مهمترين و پركاربردترين آلياژ تيتانيم مي باشد كه در سال Ti-%6AL-%4V 1978، 55% بازار تيتانيم را به خود اختصاص داده بود. اين آلياژ را مي توان به آساني جوشكاري، آهنگري و ماشينكاري كرد و در انواع مختلف محصولات از قبيل ورق، اكستروژن، سيم و ميله موجود است. این آلياژ در صنايع نظامي نيز به كار مي رود. اين آلياژ قابليت عمليات گرمايي براي رسيدن به حداكثر استحكام را دارد (165) و از ديدگاه متالورژي تا ْ482 پايدار است. يكي از معايب اين آلياژ سختي پذيري كم است و فقط مقاطعي را كه تا يك اينچ ضخامت دارند مي توان كاملاً سخت كرد.




    آلياژهاي تيتانيم B

    تركيب شيميايي و كاربردهاي خاص
    اگر مقدار كافي از عناصر پايداركننده B به تيتانيم افزوده شود پس از آب دهي ساختاري كامل از از نيمه پايدار Bدر دماي اتاق به دست مي آيد و حتي گاهي پس از سرد شدن در هوا. عناصر آلياژي اصلي براي تيتانيمB عبارت است از واناديم، موليبدن، كرم و آهن. گاهي زيركوئيم افزوده مي شود، زيرا موجب افزايش استحكام در فاز B و a مي شود. همچنين به اغلب اين آلياژها آلومينوم نيز اضافه مي شود، زيرا آلومينيم وزن مخصوص را كم مي كند، مقداري سختي محلول جامد به وجود مي آورد و مقاومت با اكسايش را بهتر مي كند. تركيب شيميايي و كاربردهاي خاص آلياژهاي تيتانيم B متداول در جدول( 5 ) آمده است.
    آلياژهاي تيتانيم B ، به دليل داشتن ساختار بلوري مکعب مرکز دار، در شرايط حل سازي شده و آب دهي شده به آساني كار سرد مي شوند و مي توانند براي ايجاد استحكامهاي بيشتر بلافاصله پير شوند. اما چگالي آنها نسبتاً زياد است زيرا درصد فلزات سنگيني چون واناديم و موليبدن زياد است. وقتي استحكام زياد باشد اين آلياژها شكل پذيري كمي دارند. در مقاطع ضخيم، اندازه دانه بزرگ و جدايش شيميايي صورت مي گيرد، كه منجر به شكل پذيري كم در كشش و عمر كم در خستگي مي شود. درنتيجه، آلياژهاي تيتانيم B نيمه پايدار در حال حاضر كاربرد زيادي ندارند.

    تركيب آلياژ
    موارد استفاده
    %13V,%11Cr%3Al
    بستهاي پراستحكام، قطعات هوا و فضا، صفحات شبكه اي، (شكلپذيري خوب و قابليت عمليات گرمايي).
    %8Mo,%8V,%Fe,%3Al
    قطعات و صفحات با استحكام و چقرمگي زياد در هواپيما، بستها و قطعات آهنگري شده.
    %3Al,%8V,%6Cr,%4Mo,%4Zr
    بستهاي پراستحكام، ميله هاي پيچشي، قطعات هوا و فضا
    %11/5Mo,%6Zr,%4/5Sn
    قسمتهايي كه مستلزم شكلپذيري و مقاومت در برابر خوردگي اند، بستهاي پراستحكام، قسمتهاي صفحه اي پراستحكام هواپيما.


    جدول 5 - تركيب شيميايي و كاربرد خاص آلياژهاي B



    ویرایش توسط سینا شریفی : 2013/05/14 در ساعت 01:09

  6. 3
  7. #4
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/05
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    27
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140
    تیتانیم و آلیاژهای آن


    شرح :
    تیتانیوم و آلیاژهای آن، به علت نسبت استحکام به وزن بالاو مقاومت به خوردگی عالی برای کاربردهای هوا فضا مناسب هستند.. با این حال، استفاده از تیتانیوم به خاطر هزینه های نسبتا بالای آن نسبت به مواد دیگراز جمله آلیاژهای آلومینیوم و فولاد محدودشده است. بنابراین باید بین مزایای استفاده از تیتانیوم وهزینه اضافی تعادل ایجاد شود.
    آلیاژهای تیتانیم در صنایع هوا فضا استفاده می شوند.در این مقاله برخی از ویژگی های این آلیاژ، اساس استفاده از آن، و برخی از کاربردهای خاص انواع مختلف و محدودیتهایشان برای گسترش بررسی های قبلی کاربردهای آلیاژβ مورد بحث قرار گرفته است.



    فایل : PDF
    تعداد صفحات :۲۸
    حجم : ۱٫۱۳۸kb

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]
    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]

  8. 4
  9. #5
    سینا شریفی
    مدیـــر تالار مهندسی متالورژی
    تاریخ عضویت
    2012/12/08
    نوشته ها
    1,445
    3,296
    3,218

    تیتانیوم

    بسیاری از مهندسین و طراحان هنوز تیتانیوم را فلزی گران و ناشناخته قلمداد می کنند؛ اما پیشرفت های اخیری که در زمینه تولید این فلز صورت گرفته است، نشان می دهد که تیتانیوم ماده ای بسیار فوق العاده برای استفاده های مهندسی است و از بسیاری از مواد مشابه مورد استفاده در این صنعت ارزان تر است.
    یکی از ویژگی های مهم تیتانیوم چگالی پایین آن (۵۵/۴ گرم بر سانتی متر مکعب) است. این ویژگی، همراه با استحکام و مقاومت بالا در برابر خراشیدگی، تیتانیوم را به فلزی بسیار ایده آل تبدیل کرده است. تیتانیوم عمدتاً در صنایع هوا – فضا و همینطور در کارخانه ها و تجهیزات صنایع شیمیایی مورد استفاده قرار می گیرد. این فلز همچنین در ساخت عینک ها، مهندسی های ظریف، اندازه گیری، مهندسی کنترل و فن آوری پزشکی مخصوصاً مواردی که حد تحمل بیولوژیک از اهمیت زیادی برخوردار است، مورد استفاده قرار می گیرد.



    مهم ترین مورد مصرف فلز تیتانیوم که در تلاقی با زندگی روزمره ما قرار می گیرد، بیشتر در اشیای قیمتی نظیر ساعت های مچی، عینک ها و جواهرات است. این کاربرد ها به این تصور هرچه بیشتر دامن زده اند که تیتانیوم فلزی گران است.
    از طرف دیگر انتخاب فلز مورد استفاده در طراحی های مختلف از اولین مراحل ساخت اشیا به شمار می رود و در این مرحله بسیاری از فلزاتی که به نظر می آید باید گران قیمت باشند، بدون انجام تحلیل اقتصادی از میان گزینه های احتمالی حذف می گردند. در نگاه اولیه به درستی تیتانیوم در صدر لیست فلزات گران قیمت و دارای استفاده های خاص قرار دارد. اما این مسئله اشتباهی است که بسیاری از طراحان در همان مرحله اول طراحی مرتکب می شوند. آن ها در محاسبات مقدماتی، وزن فولاد مورد استفاده در طراحی خود را با وزن تیتانیوم مورد نیاز، بدون آن که به حجم آن توجه داشته باشند جایگزین می کنند و مسلم است که یک کیلوگرم تیتانیوم بسیار گران تر از یک کیلوگرم فولاد است. در حالیکه این مقدار تیتانیوم، چندین برابر همان مقدار فولاد کاربری دارد.
    عده بسیار کمی از مردم به مقایسه وزن دو قطعه مشابه که یکی از فولاد و دیگری از تیتانیوم ساخته شده است توجه دارند. هنگامی که از لحاظ هندسی، این دو قطعه دارای حجم مشابه باشند، نسبت بهای قطعه تیتانیومی به بهای قطعه فولادی با آلیاژ درجه بالا به عدد ۵/۲ تا ۳ می رسد.

    مواد تیتانیومی از قدرت تحمل بسیار بالایی برخوردارند و همچنین نقطه تسلیم آن ها در برابر نیروی کششی وارد شده بسیار بالا است. مقاومت بیشینه آلیاژ تیتانیوم ۳۳ که در آن از فلزات آلومینیوم، انادیوم و قلع استفاده شده، در برابر نیروی کششی، معادل یک هزار و ۲۰۰ نیوتون بر متر مربع است و این در حالیست که تیتانیوم خالص هم می تواند فشار ناشی از نیروی کششی را تا حد ۷۴۰ نیوتن بر متر مربع تحمل کند؛ با این وجود همچنان می توان این فلز را سخت تصور کرد. (با توجه به این که حد شکست در برابر کشیدگی آن حداقل ۸ درصد است)
    در حال حاضر تعداد طراحانی که در زمینه ساخت اشیاء متحرک به استفاده از این فلز علاقه نشان داده اند رو به فزونی گذاشته است. یکی از کاربردهای جدید تیتانیوم، استفاده از آن در توربین های بخار است. تیتانیوم مهندسان را قادر می سازد تا طول پره های توربین را زیاد کرده و بدین ترتیب نسبت نیروی تولید شده را افزایش دهند.
    از دیگر کاربردهای رو به افزایش تیتانیوم، استفاده از آن در موقعیت هایی است که نیاز به مقاومت بالا در برابر برش احساس شده و یا ترکیبی از دو نیروی برشی و کششی دیده می شود. در این حالت خاص از نوع ویژه ای از تیتانیوم استفاده می شود که بر روی آن پوششی از نیترید قرار دارد. این پوشش از حرارت دادن فلز در فضای نیتروژنی بدست می آید.


    همینطور در صنایع خودرو سازی، کاربردهای جدید و جالبی برای تیتانیوم پیدا شده است. به عنوان مثال جایگزین کردن تیتانیوم با فولاد، در موتور مولد قطار، باعث کاهش ۶۰ درصدی وزن این وسیله شده است. از دیگر کاربردهای تیتانیوم در این صنعت، استفاده در میل لنگ، مفتول های اتصالی و سیستم اگزوز خودرو است. مهم ترین حوزه های رشد استفاده از تیتانیوم در حال حاضر صنایع هوا – فضا، نیروگاه ها و دستگاه های شیرین کننده آب هستند.
    یکی دیگر از خواص مهم تیتانیوم، قابلیت قرارگیری آن به عنوان فلز واسط میان دو فلز دیگر است. به عنوان مثال از تیتانیوم در صفحات انتقال دهنده گرما در کارخانه های شیمیایی یا شیرین کننده آب استفاده می شود.
    یکی از دلایل مقاومت بالای تیتانیوم در برابر خراشیدگی و عدم انفعال این عنصر در برابر دیگر مواد شیمیایی، پوسته ای است که بر روی فلز تشکیل می شود. هنگامی که تیتانیوم با اکسیژن تماس پیدا می کند، سطح آن به سرعت واکنش نشان داده و اکسیده می شود. در اثر این فعل و انفعال شیمیایی، پوسته ای بسیار مقاوم تشکیل می شود که جلوی هرگونه فعل و انفعال دیگری را می گیرد.

    اگر به این پوسته آسیبی برسد، در صورت حضور اکسیژن و یا حتی آب، تیتانیوم مجدداً اکسیده شده و در محل خراش، پوسته جدیدی تشکیل می شود. این مکانیزم بسیار به آلومینیوم شباهت دارد. با این تفاوت که پوسته تشکیل شده بر روی تیتانیوم، ضخیم تر و پایدار تر از پوسته آلومینیوم است. این لایه محافظ علاوه بر ایجاد مقاومت در برابر خراشیدگی، حد تحمل بیولوژیک فلز را افزایش می دهد. با این وجود بعضی از ترکیبات شیمیایی نظیر فلئورین می توانند این پوسته محافظ را تخریب کنند.
    با توجه به کاربردهای فراوان تیتانیوم، این فلز در گروه فولادهای آلیاژی و یا آلیاژهای نیکل قرار می گیرد، اما به خاطر سختی و قدرت تحمل آن در برابر کشش و برش، نیروی بیشتری برای شکست این فلز نسبت به فلزات آهنی لازم است. یکی از دلایل این که هزینه تولید تیتانیوم بسیار بالا است، استفاده از فن آوری موجود جهت تولید محصولات با کیفیت بسیار بالاست که بتواند نیازهای صنایع حساسی مانند هوا – فضا را پاسخگو باشد. مقید بودن به تولید محصولات با کیفیت بسیار بالا، مسلماً موجب ایجاد هزینه های اضافی می گردد، اما اگر حوزه های جدیدی برای مصرف این فلز که نیاز به کیفیت بسیار بالا هم نداشته باشد، ایجاد گردد؛ این امکان وجود دارد که فن آوری های جایگزینی برای تولید ساخته شوند تا هزینه ها را کاهش دهند. صنایع ساختمانی و خودرو سازی، از جمله صنایعی هستند که اگر به صورت عمده وارد بازار مصرف شوند، به ساخت فن آوری ارزان قیمت تر کمک خواهند کرد.

    تا زمانی که تیتانیوم به عنوان فلزی گران قیمت تلقی می شود، این چرخه ادامه دارد و آثار آن مثل تقاضای محدود و مصرف پایین باعث می شود تا تولیدکنندگان هیچ علاقه ای به توسعه فن آوری های ارزان تر و ساده تر نداشته باشند.
    یکی از شرکت هایی که در زمینه تولید تیتانیوم فعال بوده و پیشرفت های مهمی هم داشته است، شرکت دویچه تیتان (Deutsche Titan) از زیر مجموعه های گروه تیسن کراپ (Thyssen Krupp) در آلمان است. این شرکت به همراه شرکت ایتالیایی تیتانیا، گروه تیتانیوم را تشکیل داده اند.
    دویچه تیتان، تیتانیوم اسفنجی مورد نیاز خود را از کشورهای روسیه، قزاقستان، اوکراین، ژاپن و چین خریداری می کند و سالانه ظرفیت تولید ۴ هزار تن شمش را دارا می باشد. این شمش ها می توانند تا ۱۳ تن وزن داشته باشند. دویچه تیتان طیفی از محصولات نیمه تمام را با استفاده از تأسیسات خود شرکت، گروه تیسن کراپ و همینطور کوره های ذوب دیگر تولید می کند. محصولات این شرکت در غالب شمش، اسلب، ورق، کلاف، صفحه، لوله جوش کاری شده و مفتول عرضه می شوند.

  10. 1
  11. #6
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/05
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    27
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140

    تيتانيوم و آلياژهای تيتانيوم:

    تيتانيوم و آلياژهای تيتانيوم:

    تيتانيوم چهارمين عنصر فراوان در پوسته زمين است و هزينه استخراج آن بدليل نقطه ذوب بالا و واكنش پذيري فوق العاده بالاي آن بسيار بالا است. با اين وجود تيتانيوم و آلياژهاي آن بدليل استحكام بالا، دانسيته كم و مقاومت به خوردگي عالي بسيار مورد توجه مي باشند. ويژگي هاي برتر تيتانيوم به شرح زير است:


    • نسبت وزن به استحكام بالا كه سبب مي شود در بسياري از كاربردها كه استحكام و تافنس شكست بالايي مورد نياز است آلياژهاي اين فلز جايگزين فولاد شوند. تيتانيوم داراي دانسيته g/cm35/4 است و آلياژهاي آن داراي نصف وزن فولاد و سوپرآلياژ و نسبت استحكام به وزن عالي مي باشند.
    • آلياژهاي تيتانيوم استحكام خستگي بسيار بهتري نسبت به آلياژهاي سبك وزن از قبيل آلومينيوم و منيزيم را دارند.
    • آلياژهاي تيتانيوم قابليت كاربرد در دماهاي بالا حدود 370 تا 590 درجه را دارند.
    • مقاومت به خوردگي آلياژهاي تيتانيوم بالاتر از فولاد و آلومينيوم است.

    تيتانيوم خالص در دماي اتاق داراي ساختار كريستالي HCP و يا آلفا است كه در دماي نزديك 885 درجه سانتي گراد به ساختار كريستالي BCC و يا بتا تغيير فاز مي يابد. دماي انتقال بتا بسته به نوع و مقدار عناصر آلياژي يا مواد ناخالصي مي تواند افزايش و يا كاهش يابد. عناصر آلياژي كه دماي تبديل آلفا به بتا را افزايش مي دهند همچون آلومينيوم، گاليوم، ژرمانيوم، كربن، اكسيژن و نيتروژن بعنوان پايداركننده هاي فاز آلفا و عناصري كه دماي انتقال را كاهش مي دهند بعنوان پايدار كننده هاي فاز بتا ناميده مي شوند كه عناصري همچون موليبدن، واناديوم، تانتاليوم، نيوبيوم، آهن، كروم، منگنز، كبالت، نيكل و مس از اين گروه مي باشند.

    آلياژهاي تيتانيوم بر اساس ميزان فازهاي آلفا و بتاي موجود در ساختار در دماي اتاق به 5 دسته اصلي شامل تيتانيوم خالص تجاري، آلفا، نزديك آلفا، آلفا-بتا و بتا تقسيم بندي مي شوند.



    تيتانيوم خالص تجاري يا تيتانيوم غيرآلياژي :

    عموما شامل 99 تا 5/99 درصد تيتانيوم با مقاديري آهن و عناصر هيدروژن، نيتروژن، كربن و اكسيژن بعنوان ناخالصي مي باشند. ميكروساختار تيتانيوم غيرآلياژي بصورت فاز آلفا با ساختار HCP و مقادير بسيار كمي از فاز بتا است. تيتانيوم خالص تجاري نسبت به آلياژهاي تيتانيوم ارزانتر و داراي مقاومت به خوردگي بالاتر و استحكام پايين تر است. ضمن آنكه غير قابل عمليات حرارتي، اما داراي قابليت جوشكاري و شكل پذيري بالايي هستند و در دماي بالا مقاومت به خزش خوبي از خود نشان مي دهند. لذا اين آلياژها عموما در كاربردهايي كه مقاومت به خوردگي و انعطاف پذيري بالايي نياز دارند و استحكام چندان مورد توجه نيست مورد استفاده قرار مي گيرند.



    آلياژهاي تيتانيوم آلفا :

    داراي عناصر آلياژي پايداركننده هاي آلفا (نظير آلومينيوم يا اكسيژن) و ساختار كاملا آلفا مي باشند. عناصر پايداركننده آلفا همچنين بعنوان استحكام دهنده هاي محلول جامد عمل مي كنند. در اين آلياژها اكسيژن و نيتروژن موجود بعنوان ناخالصي همچنين سبب سختي آلياژ مي شوند و افزودن قلع سبب بهبود انعطاف پذيري و وجود مقادير كم زيركونيوم سبب استحكام اين آلياژها مي شوند. مقدار عناصر پايدار كننده آلفا كه بصورت آلومينيوم معادل سنجيده مي شوند بعلت جلوگيري از تردي آلياژ نبايستي از 9 درصد تجاوز كند. اين گروه از آلياژها داراي استحكام بالاتر و مقاومت به خوردگي بسيار كم نسبت به تيتانيوم غير آلياژي مي باشند. همچنين اين گروه از آلياژهاي تيتانيوم قابل جوشكاري و غير قابل عمليات حرارتي مي باشند.

    آلياژهاي تيتانيوم نزديك آلفا :

    شامل مقدار كمي فاز بتا انعطاف پذير مي باشند. در كنار پايداركننده هاي فاز آلفا، آلياژهاي نزديك آلفا با 1 تا 2 درصد پايداركننده فاز بتا از قبيل موليبدن، واناديوم و سيليكون آلياژي مي شوند. اين آلياژها داراي استحكام خزشي بهتر نسبت به آلياژهاي كاملا آلفا تا دماي نزديك 400 درجه سانتي گراد، استحكام نسبتا بالا در دماي اتاق، انعطاف پذيري نسبتا خوب، تافنس بالا، قابليت جوشكاري خوب و مقاومت خوب نسبت به محيط هاي آب شور مي باشند.

    آلياژهاي تيتانيوم آلفا-بتا :

    آلياژهاي شبه پايداري مي باشند كه شامل تركيبي از عناصر پايدار كننده هر دو فاز آلفا و بتا مي باشند. اين آلياژها قابل عمليات حرارتي و جوشكاري بوده و خواص شكل پذيري خوبي دارند ضمن آنكه داراي تركيب عالي از استحكام، تافنس و مقاومت به خوردگي مي باشند.

    آلياژهاي تيتانيوم بتا :اين گروه آلياژهاي شبه پايدار بوده و شامل عناصر پايداركننده فاز بتا نظير موليبدن، سيليكون و واناديوم به اندازه كافي مي باشند. به اين ترتيب فاز بتا در هنگام عمليات كوئنچ پايدار باقي مي ماند. اين آلياژها قابل عمليات حرارتي و شكل پذيري آسان مي باشند و استحكام شكست بالاتري نسبت به آلياژهاي آلفا-بتا دارند.کاربردها :

    تیتانیوم و آلیاژهای آن داراي خواص فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی منحصريفردي مي باشند كه اين خواص سبب كاربرد گسترده اين آلياژها در صنايع مختلف از جمله صنايع زير گرديده است:


    • صنايع دریایی
    • هوا فضا


    • موتورهای توربین گازی
    • مبدلهای حرارتی
    • تاسیسات آب شیرین
    • ایمپلنتهای پزشکی
    • سانتریفیوژها
    • وسایل نقلیه
    • الکتروشیمی
    • توربینهای بخار
    • محافظ نگهداری زبالههای هستهای
    • صنایع غذایی و دارویی
    • صنایع پالایش نفت و صنایع گاز


    عمليات حرراتي:

    عمليات حرارتي آلياژهاي تيتانيوم شامل تنش زدايي، آنيل، آنيل انحالي و پيرسازي مي باشد. عمليات تنش زدايي به منظور كاهش تنش هاي ايجاد شده در حين پروسه ساخت ، عمليات آنيل به منظور بهينه كردن انعطاف پذيري، قابليت ماشينكاري و پايداري ابعادي و ساختار انجام مي گيرند و انجام عمليات آنيل انحلالي و پيرسازي سبب افزايش استحكام، و بهينه كردن ويژگي هايي از قبيل تافنس شكست، استحكام خستگي و استحكام خزش در دماي بالا مي گردد. حرارت دهي تيتانيوم و آلياژهاي آن در كوره هاي معمولي مي تواند سبب آلودگي سطح و جذب اكسيژن و هيدروژن و در نتيجه ايجاد تردي در آلياژ گردد.

    كارگرم:

    آهنگري پرسي و چكشي تيتانيوم اصولا مشابه فولادهاي كم آلياژ است. بدليل سرد كنندگي سريع و محدوده كار گرم نسبتا باريك، اثر سردكنندگي ابزار بايستي توسط كاهش زمان تماس تا حد امكان كاهش يابد، كه در اين ميان پيش گرم ابزار نيز موثر است. ادامه آهنگري در دماي بسيار پايين ممكن است سبب گسترش ترك هاي داخلي شود، كه بايستي از اين عمل اجتناب نمود. علاوه بر آن انجام پيش گرم هاي متعدد همراه با انجام تغييرفرم هاي اندك در هر مرحله نيز مضر مي باشد زيرا اين مسئله سبب درشت شدن ساختار دانه ها و خشن شدن ميكروساختار و كاهش خواص مكانيكي مي شود. در چكش كاري سقوطي لبه هاي قالب بايستي داراي انحنا بزرگتر نسبت به فولاد باشند زيرا انقباض حرارتي تيتانيوم كمتر از فولاد بوده و لذا انقباض مجاز كوچكتري را شامل مي شود. حذف زائده ها بايستي در شرايطي كه دماي قطعه بالا است انجام گيرد. لذا به منظور كمتر كردن پيش گرمايش و جلوگيري از اتلاف زمان و حرارت بايستي چكش كاري و حذف زائده ها با كمترين فاصله زماني از يكديگر انجام گيرند و پس از آن عمليات تنش زدايي توصيه مي شود.

    كار سرد:

    ورقي كه آنيل انحلالي شده است مي تواند تحت عمليات كشش، پرس و غيره قرار گيرد ولي ماكزيمم مقدار تغييرفرم به مقدار بار اعمالي بستگي دارد. استفاده از پرس هيدروليك نتايج خوبي بهمراه دارد. براي توليد قطعات با طرح هاي پيچيده از ورق هاي تيتانيوم، عمدتا از روش شكل دهي چكش سقوطي استفاده مي شود، كه ورق ها پيش از شكل دهي پيش گرم شده اند. لقمه هاي مورد استفاده در شكل دهي سرد را مي توان توسط فرايند برش يا اره كردن با سرعت هاي برش پايين آماده نمود. شرايط لبه لقمه ها از اهميت بالايي برخوردار است و با استفاده از تيغه هاي برش تيز و محكم نگه داشتن لقمه توسط ابزار در حين برش يا پيش گرم قطعه مي توان ايجاد ترك در لبه ها را به حداقل رساند. كليه برآمدگي هاي تيز بايستي زدوده شوند و براي فرايندهاي شكل دهي پيچيده لبه هاي برش بايستي سوهان كاري يا پوليش شوند.


    شكل هاي ساده را مي توان در دماي اتاق فرم دهي نمود. تغييرفرم به استحكام و خاصيت ارتجاعي ماده بستگي دارد. روانكارهاي جامد همچون صابون، دي سولفيد موليبدن يا گرافيت نسبت به روغن هاي معدني و گريس ارجحيت دارند.

    در شكل دهي قطعات با طرح هاي پيچيده، قطعه و قالب بايستي به منظور تسهيل فرايند شكل دهي، تحت عمليات پيش گرم قرار گيرند.



  12. 1
  13. #7
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/05
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    27
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140

    جوشکاری تیتانیم و آلیاژهای تیتانیم


    جوشكاري:

    تيتانيوم خالص تجاري و بيشتر آلياژهاي تيتانيوم قابليت جوشكاري با استفاده از روش هاي مختلف جوشكاري را دارند. متداولترين روش هاي جوشكاري مورد استفاده براي آلياژهاي تيتانيوم GTAWو GMAW مي باشند. از ديگر روش هاي مورد استفاده مي توان به الكترون بيم، جوشكاري ليزر، جوشكاري اصطكاكي و جوشكاري مقاومتي اشاره نمود.

    به منظور بدست آوردن جوش سالم تميزي سطح قطعه و استفاده صحيح از گاز خنثي محافظ ضروري است. مذاب تيتانيوم به آساني با اكسيژن و هيدروژن واكنش مي دهد، كه اين عناصر از طريق تماس با هوا و يا سطح آلوده مي تواند جذب مذاب تيتانيوم شوند و اثرات نامطلوبي را بر روي خواص قلز جوش گذارند. به همين علت فرايندهاي جوشكاري همچون SAW براي جوشكاري تيتانيوم مناسب نيستند. همچنين عمدتا تيتانيوم را نمي توان به فلزات ديگر جوش داد زيرا امكان تشكيل تركيبات بين فلزي ترد در ناحيه جوش وجود دارد كه ميتوانند سبب ايجاد ترك در ناحيه جوش شوند.

    ماشينكاري:
    تيتانيوم و آلياژهاي آن را مي توان با استفاده از ابزارهاي ماشينكاري متداول، ماشينكاري نمود. استفاده از توصيه هاي زير سبب ماشينكاري خوب و عمر زياد دستگاه مي شود:

    - استفاده از تيغه هاي برش تيز به منظور كاهش ايجاد حرارت و ساييدگي

    - استفاده از حجم بالاي سيال خنك كننده جهت ماكزيمم كردن ميزان حرارت زدوده شده

    - استفاده از سرعت هاي برش پايين تر

    - جلوگيري از قطع تغذيه سيال خنك كننده

    - براده برداري منظم

    - محكم كردن قطعه و ابزار ماشين كاري به منظور مقابله با انحنا قطعه


    منبع : شرکت آلیاژهای صنعتی




  14. 2
  15. #8
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/05
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    27
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140

    تیتانیم

    تیتانیوم چیست ؟

    عنصري است سبک، مقاوم و داراي جلا به رنگ سفيد- نقره اي با نماد Ti ، عدد اتمي 22 ، وزن اتمي 88/47، وزن مخصوص 54/4 گرم بر سانتي متر مکعب ، سختي 6 در مقياس موس ، نرم ، نقطه جوش 3287 درجه سانتي گراد و نقطه ذوب 1660 درجه سانتي گراد . اين ماده كه داراي دو شكل الوتروپي به نام هاي روتيل و آناتازمي مي باشد، بواسطه رنگ سفيد، درجه دير گدازي و توان بالا و توان زياد در توزيع و انتشار يكنواخت در تركيبات ديگر، بعنوان عمده ترين ماده اوليه رنگ سفيد در صنايع رنگ سازي، كاغذ سازي،پلاستيك، لاستيك و مواد مختلف ديگر شناخته ميشود. حضور مقادير كمي از ناخالصي ها مثل اكسيژن، نيتروژن، كربن وهيدروژن در كه در فلز محلول اند، سبب شكنندگي مينرال فلز شده و مانع بهره برداري تجاري از آن مي شود. رنگ آن سفيد خاكستري مي باشد. سخت ترين فلز بوده و استحكام آن 3 برابر فولاد است. اما در عين حال بسيار سبك است.به هيچ عنوان ايجاد حساسيت در پوست نميكند. ضد خش نيز ميباشد. با حرارت دادن آن و ايجاد اكسيد در تيتانيوم ميتوان آن را به رنگهاي دلخواه در آورد.اما اين رنگ كم عمق بوده و با خراشيدن از بين ميرود. بنابراين بايد از تيتانيوم رنگي بسيار مراقبت كرد.

    در انگلستان به وسيله William Gregor در سال 1791 كشف شد. تيتانيوم فلزي، خالص (9/99%) اولين بار در سال 1910 توسط Matthew A. Hunter به وسيله حرارت TiCl4 با سديم در يك بمب فلزي در 800-700 درجه سانتي گراد تهيه شد.
    فلز تيتانيوم تا سال 1946 در خارج از آزمايشگاه استفاده نمي شد تا اين که در سال 1937 كرول(Kroll) روشي براي كاهش تتراكلريد تيتانيوم به وسيله منيزيم مذاب كشف كرد، اين روش منجر به توليد جسم متخلخلي از تيتانيوم مي شد كه ما آنرا به اسم "اسفنج" مي شناسيم.اما روشU.K. براي استخراج تيتانيوم اندكي متفاوت از روش Kroll مي باشد. در اين روش سديم به عنوان كاهنده متوسطي به جاي منيزيم به كار مي رود. در واقع تفاوت اصلي اين دو روش در محصول مي باشد، دانه هاي حاصل از فرآيند كاهش سديم، نسبت به اسفنج تيتانيوم خالص ترند. تحقيقات و توسعه فرآيندهاي ذوب و توليد در انگلستان از 1948 آغاز شد و بعد از يك مرحله كارخانه آزمايشي، يك كارخانه كامل (تمام عيار) توليد در ميانه سال 1950 تاسيس شد. از آن زمان پيشرفت هاي قابل توجهي در اين زمينه صورت گرفته است. البته در حال حاضر براي توليد تيتانيوم از روش Krollاستفاده مي شود. اين روش در دياگرام زير به طور كامل نشان داده شده است.

    اما جديدترين روش فرآوري تيتانيوم FFC-Cambrith مي باشد.

    FFC Cambridge Proces، يك فرآيند جديد براي استخراج فلزات و آلياژهاي از اكسيدهاي جامد آنها به وسيله الكتروليز نمك مذاب است. به طور كلي اين فرآيند به صورت زير انجام مي شود.

    TiO2 (solid, cathode) => molten salt electrolysis => Ti (cathode) + O2 (anode)
    اصول استخراج تيتانيوم همچون آلومينيوم و ديگر فلزات مشابه به كمك روش هاي الكتروليزي انجام مي شود. در 50 سال گذشته سرمايه گذاري زيادي براي ساختن تركيبات تيتانيوم محلول در يك الكتروليت مذاب و ته نشيني بر روي كاتد از محلول الكتروليت انجام شده است. اين تلاش ها به طور مختصر يعني
    TiO or TiCl4 (dissolved in molten electrolyte) => electrolysis => Ti (cathode) + O2 or Cl2 (anode)
    در اين روش مشكلات اساسي از جمله تقويت نيروي بين يون هاي تيتانيوم، ته نشيني درختي تيتانيوم بر روي كاتد و ... وجود دارد كه به كمك FFCمي توان اين اثرات نامطلوب را به حداقل كاهش داد.
    تيتانيوم به اين روش به صورت اسفنج يا پودر توليد مي شود. در هر دو مورد ساختمان ميكروسكوپي آنها تشكيل شده از ذرات كروي كه اندازه آنها بين 1 تا 100 ميكرومتر مي باشد. اسفنج تيتانيوم فرآوري شده از اين روش از نظر ساختماني شبيه به اسفنج Kroll است. فرآوري به روش FFC اقتصادي تر از Kroll مي باشد. روش FFC توسط سه تن از دانشمندان دانشگاه كمبريج ارائه شده است.

    خواص فیزیکی تیتانیوم

    تیتانیم فلزی است که با نسبت قدرت به وزن بالا شناخته شده است. تیتانیوم فلزی قوی با چگالی کم و کاملا انعطاف پذیر (به خصوص درحضور اکسیژن محیط) است. از لحاظ مغناطیسی پارامگنتیک بوده و رسانایی الکتریکی و حرارتی نسبتا کمی دارد.
    این فلز سبک (دارای وزن مخصوص ۴/۵۱ گرم بر سانتی متر مکعب که مقداری بین چگالی آلومینیوم و آهن است) ، مقاوم (البته نه به سختی برخی ازفولادهای حرارت دیده) و دارای جلای براق- نقره ای ، عدد اتمی ۲۲ ، وزن اتمی ۴۷/۸۸، سختی در مقیاس موس ۶، دارای نقطه جوش ۳۲۸۷ درجه سانتی گراد و نقطه ذوب ۱۶۶۵درجه سانتی گراد می باشد. نقطه ذوب نسبتا بالا، آن را به عنوان فلز دیر گداز مفید می سازد. در دمای ۱۲۰۰ درجه خود به خود آتش می گیرد و به شدت اشتعال زا است. از لحاظ زمین شناسی ترکیبهای تیتانیوم، پراکنده و استخراج آن دشوار است. نوع تجاری تیتانیوم(دارای خلوص ۹۹/۲ درصد) دارای مقاومت کششی نهایی ۶۳۰۰۰پوند بر اینچ مربع (۴۳۴مگاپاسکال) که تقریبا برابر مقاومت کششی آلیاژهای دارای عیار پایین فولاد می باشد اما به میزان ۴۵ درصد سبکتر از آن است. همچنین برخی از آلیاژهای تیتانیم (به عنوان مثال، نوع بتا C) دارای استحکام کششی بیش از۲۰۰ هزار پوند بر اینچ مربع(۱۴۰۰ مگاپاسکال) می باشند. البته، وقتی حرارت داده می شود، در دماهای بالاتر از (۸۰۶ ° F) ۴۳۰ ° C استحکام کششی خود را از دست می دهد.

    روش ذوب تیتانیوم

    برخی از روش های ذوب تیتانیوم عبارتند از:
    · تصفیه الکترواسلگ (ElectroSlag Refining : ESR)
    · ذوب مجدد قوسی تحت خلاء (Vacuum Arc Remelting : VAR)
    · ذوب تحت پرتو الکترونی (Electron Beam Melting)
    · ذوب با قوس پلاسما (Plasma Arc Melting)
    5- ذوب پوسته ای به روش القایی (Induction Skull Melting)


    تیتانیوم خالص تجاری چیست؟

    تیتانیوم خالص تجاری و آلیاژهای تیتانیومی آلفا و شبه آلفا به طور کلی نشان داده اند که مقاومت خوبی در مقابل خوردگی دارند . آنها جزء این دسته از آلیاژهای تیتانیوم هستند که قابلیت جو شکاری دارند .تیتانیوم خالص معمولاً دارای مقداری اکسیژن آلیاژ شده با آن است که استحکام تیتانیوم خالص تحت تاثیر مقدار این عناصر بین نشینی ( اکسیژن و نیتروژن ) در ساختار تیتانیومی است . آلیاژهای آلفا معمولاً دارای مقدار بالایی از آلومینیوم هستند که موجب مقاومت به اکسایش این آلیاژ در دماهای بالا می شوند . ( آلیاژهای آلفا – بتا همچنین دارای یک عنصر آلیاژی اصلی هستند که آلومینیوم است اما اولین دلیل آن برای پایدار کردن فاز آلفا است ).
    آلیاژهای آلفا را نمی توان برای افزایش خواص مکانیکی بالا تحت عملیات حرارتی قرار داد زیرا یک آلیاژ تک فاز به حساب می آید . اضافه کردن عناصر آلیاژی به تیتانیوم خالص قابلیت عملیات حرارتی برای این آلیاژها یا کار در دمای بالا را چون به صورت یک ساختار دو فازی حاصل شده اند ( آلفا – بتا ) ایجاد می کند.

    آلیاژهای بتا نیمه پایدار هستند ، به این منظور که تمایل به تغییر فاز برای یک حالت تعادلی یا بالانسی از ساختارها دارند . آلیاژهای بتا استحکامی به واسطه ، استحکام ذاتی شان ، ناشی از ساختار بتا و رسوب فاز آلفا و دیگر فازها از آلیاژها در طراحی فرآیندهای عملیاتی حرارتی به دست می آورند .

    با اهمیت ترین فایده و مزیت به دست آمده از ساختارهای بتا ، افزایش شکل پذیری آنها در ارتباط با دیگر ساختارهای هگزاگونال از جمله آلفا و آلفا – بتا است . تیتانیوم آلومیند از آلیاژهای متداول تیتانیومی متفاوت هستند زیرا آنها به طور اساسی ترکیباتی هستند که باعث افزایش استحکام و قابلیت شکل پذیری و دیگر خواص می شوند . تیتانیوم آلومیندی کاربردهای دمای بالاتر نسبت به آلیاژهای تیتانیومی دارند اما قیمت تمام شده بیشتر و به طور کل داکتیلیته و قابلیت فرم پذیری کمتری خواهند داشت.
    تیتانیوم وآلیاژهای آن پتانسیل بالایی در خیلی از کاربردهای خاص دارند ولی بایستی قبل از طراحی و استفاده از آن ، برخی از واقعیتها را درمورد آن مطلع بوده و مد نظر داشت که بیشتر آن در ادامه آورده شده است .

    محصولات شکل داده شده تیتانیوم به راحتی در دسترس می باشند ولی ریخته گری شده آن محدودتر است . آلیاژهای شکل داده شده از فاکتورهای تجربی خوبی برخوردار می باشند . هر چند که آلیاژهای ریخته گری از لحاظ وزن و قیمت مقرون به صرفه هستند . ریخته گری تحت فشار ایزواستاتیک گرم می تواند محصولاتی در مقایسه با استحکام کاربردی محصولات شکل داده شده را برای بیشتر فلزات حاصل کند .

    آلیاژهای پودری خیلی بیشتر مورد قبول هستند . همچنین فرآیندهای پودر ( متالورژی پودر ) امکان ترکیب آلیاژهای نا متعارف تری را نسبت به هم می دهد . اگر در این فرآیند به واسطه بر هم کنش تیتانیوم با گازهای بین شبکه همچون N2 & O2 ، روشهای پیچیده بایستی اتخاذ شود . بنابراین آلیاژهای پودری تیتانیوم بایستی بسیار گران و پر هزینه در کاربردهای مختلف باشند سطح خواص آلیاژهای پودر ممکن است به حد انتظار ترکیبات شیمیایی نرسد . با این حال با متالورژی پودر این امکان وجود دارد که با بدست آوردن محصولی ترکیبی به شکل نهایی محصول مورد نظر امکان جبران قیمت تمام شده باشد و دلیلی بر اینکه حداقل یک پتانسیل برای هزینه های پایین تر هنگامی که در طی پروژه منظور می شود وجود داشته باشد .

    آلیاژهای ریخته گری شده یا پودری تیتانیومی همیشه امکان انتخاب در کاربردهای سازه را دارا می باشند . اما بایستی برنامه ریزی برای این قبیل استفاده ها در همان مراحل اولیه طراحی مد نظر قرار گیرد نه اینکه تلاش شود تا مواد به دست آمده پودری یا ریخته گری شده در مراحل نهایی کار به جای مواد شکل داده شده قرار گیرند . این معقول به نظر می رسد که موقع انتخاب آلیاژهای تیتانیومی از عمومی ترین آلیاژِها استفاده شود مگر در مواقعی که خاصیت خاصی از این فلز مد نظر باشد تا یک آلیاژ خاص در نظر گرفته شود ( مثلاً Ti-6AL- 4v دارای خواص متعدد و زیادی است اما مصارف خاصی دارد)

    Handbook ها و مراجع مربوط به مواد و از این قبیل کتابها برای طراحی بسیار با ارزش هستند . اما هیچ جانشینی را برای تماس با تأمین کننده و سازنده وجود ندارد . خواص و ویژگیهای از این قبیل شرایط فرم دهی غیر معمول و یا فرآیند غیر ایده آل ریخته گری را برای این فلز نبایستی عملیات سرد کردن و گرم کردن غیر معمولی را برای خواص در نظر گرفت . خواص مواد ریخته گری شده و پودری در محدوده پایین تر نسبت به آلیاژهای شکل داده شده قرار دارد . به طوری که خواص مشترک آنها به سختی به همدیگرقابل مقایسه هستند .

    اما داده های بدست آمده پراکنده در ریخته گری و همچنین متالورژی پودر ممکن است پایین تر از حداقل های طراحی را نتیجه بدهد . اگر یک طراحی پذیرفته شود بدون هیچ انعطافی با رعایت سطح خواص آن مشخص شده ، این طراحی ممکن است به صورت غیر قابل برگشت پذیری بعداً مورد سؤ ظن و گمان باشد . صنایع فضایی به دنبال بهترین خصوصیت وبهینه ترین آنها هستند . هنگامی که تیتانیوم در کاربردهایی با بحرانیت کمتر استفاده می شود ، دقت کمتری در خواص بایستی در نظر گرفته شود و این امکان وجود دارد تا هزینه و زمان کاهش داده شود .

    امروزه دز ایران علاوه بر صنایع هوایی و نظامی رویکردی خاص به این فلز در صنایع شیمیایی به خصوص در صنایع پتروشیمی دیده می شود که این به نوبه خود باعث ایجاد مجال مناسبی جهت کار بر روی ابن فلز و تهیه روشهای استاندارد تولید تجهیزات تیتانیومی در ایران می گردد.

    نقطه ذوب تیتانیوم در حدود درجه سانتیگراد می باشد . اما بیشتر آلیاژهای تجاری آلومینیوم در دمای 538 درجه سانتیگراد کاربرد دارند .

    تیتانیوم دارای دو ساختار کریستالی است ، در یکی از آنها اتمها در ساختار مکعبی مرکزدار( bcc ) قرارگرفته اند و در دیگر اتمها در یک ساختار شش وجهی فشرده یا هگزا گونال ( HCP ) قرار دارند . ساختار مکعبی مرکز دار ( bcc ) تنها در دمای بالا به دست می آید بجز در مواردی که تیتانیوم با دیگر عناصر برای ثبات پایدار ساختار مکعبی در دمای پایین آلیاژ شده است .

    دو ساختار کریستالی تیتانیوم به عنوان ساختارهای b ، a شناخته می شوند . a اشاره دارد به ساختارهای هگزاگونال تیتانیوم چه به صورت آلیاژ یا خالص و ساختار b مربوط به ساختارهای مکعبی یا آلیاژهای آن است .

    ساختارهای b ، a در بعضی مواقع به عنوان سیستم ها یا نوع هایی از سیستم شناخته می شوند که آن را به چهار دسته آلیاژهای a و شبه a یا نزدیک به a و a / b و a تقسیم بندی می کنند .

    این ترکیبات نشان دهنده تمامی عناصر آلیاژی تیتانیوم نیست اما بیشتر عناصر استفاده شده در طراحی آلیاژهای تیتانیوم را شامل می شود .

    اطلاعات بیشتری در مورد ساختار تیتانیوم

    تیتانیوم خالص تجاری به صورت ساختار a است . اضافه کردن برخی از عناصر آلیاژی به تیتانیوم خالص تجاری محدوده را برای ریز ساختارهای آلیاژی ایجاد می کند . با داشتن سطح مطلوبی از عناصر آلیاژی b ، فاز b در طول گرم کردن تولید می شود و در حین فرآیند سرد کردن در ادامه یک فرآیند گرم به ساختار دیگر منتقل می شود .

    ساختار حاصله در این مورد را آلیاژهای b ، a می نامند ( فاز b به a تبدیل می شود ولی فاز باقی مانده هم خواهیم داشت ) تغییرات در آلیاژهای متمایز می شود با محدوده وسیعی از ساختار وخواص شیمیایی آلیاژ که لازمه یک آلیاژ a می باشد . این تغییرات به صورت ترم ساختاری near - a ( ساختارهای شبه a یا نزدیک به a ) هستند . ساختار را بایستی به طور کلی به عنوان نیمه پایدار شناخت . آلیاژها با ساختار b در حین سرد کردن تا دمای اتاق به دست می آیند .
    آلومیندهای تیتانیومی ترکیبات بین فلزی هستند که از تیتانیوم وآلومینیوم ( به همراه یک یا بیشتر از عناصر آلیاژی ) به دست می آیند.

    کاربرد تیتانیوم

    عمده ترين مصرف تيتانيوم در صنايع به دو صورت فلزي و دي اکسيد تيتانيوم است . شکل فلزي آن به دليل مشکلات تهيه و خالص سازي مصرف چنداني ندارد،اما در عوض مصرف اکسيد آن بصورت TiO2 در صنعت کاربرد بسيار گسترده اي دارد : به طوري که 90 درصد از صنايع اوليه مصرف کننده اکسيد تيتانيوم هستند . امروزه فلز تيتانيوم به عنوان يک فلز استراتژيک در موتور و ساختمان داخلي هواپيما موشکها ،جت ها، ماشين هاي نساجي وسايل شيميايي وسايل جراحي وسايل نمک زدايي وسايل ارتوپدي، وسايل غذاسازي هدفهاي لوله هاي اشعه ايکس، وسايل ساينده ،تجهيزات حمل و نقل صنايع شيميايي ،واحدهاي مولد برق، صنايع آلياژي ،ساخت زيردريايي ها ،کارخانه هاي ساخت مواد شيميايي، دستگاههاي خنک کننده نيروگاه هاي اتمي و حرارتي و دهها مورد ديگر کاربرد دارد . مصرف عمده دي اکسيد تيتانيوم در صنايع رنگ سازي به عنوان رنگ دانه مي باشد و همچنين اين ماده در صنايع سراميک پلاستيک کاغذ و الکترونيک کاربرد دارد . مصرف اين ماده در کشورهاي پيشرفته تقريباً 10 برابر کشورهاي در حال توسعه مي باشد .

    مصارف عمده تیتانیوم

    فلز تيتا نيوم در محيط هاي فرسايشي بسيار مقاوم مي باشد . تيتانيوم خالص و يا آلياژهاي آن با ناخالصي کم در کارخانه هاي سولفور زدايي مشتقات نفتي در تجهيزات مربوط به چاه هاي نفت و در اتصالات مورد نياز و همچنين در موارد پزشکي مورد استفاده قرار مي گيرد . از طرفي هم اکنون ورق هاي فولادي يا پوشش تيتانيوم توليد شده که به علت خاصيت ضد فرسايشي کاربرد وسيعي در صنعت نفت و در مراحل سولفورزدايي مشتقات نفتي در پالايشگاه ها پيدا کرده اند . ديگر مصرف عمده اين فلز در صنعت هواپيما سازي است .امروزه در ايران علاوه بر صنايع هوايي و نظامي رويکردي خاص به اين فلز در صنايع شيميايي به خصوص در صنايع پتروشيمي ديده مي شود که اين به نوبه خود باعث ايجاد مجال مناسبي جهت کار بر روي اين فلز و تهيه روشهاي استاندارد توليد تجهيزات تيتانيومي در ايران مي گردد . ساير مصارف عمده تيتانيوم را مي توان به صورت زير خلاصه نمود : ساخت کاربيد تيتانيوم ،سراميک ،در فرآيندهاي شيميايي و الکتروشيميايي ،ساخت ورقه هاي فلزي و باز يافت آنها صنعت نفت ،سولفورزدايي گاز مايع ،نمک زدايي آب ( تصفيه آب ) ساخت پمپهاي مکش آب از دريا ،ساختمان سازي ،پزشکي ( قطعات تعويض در بدن دندانها )، صنايع اتومبيل سازي ، ساخت انباره هاي مخصوص براي نگهداري از موادي نظير ضايعات اتمي و غيره ،الياف تقويت کننده براي استفاده در ترکيبات فلزي، رباط هاي صنعتي ،جواهر سازي ،ساخت انواع آلياژها ، ذخيره سازي انرژي ، بالا بردن قابليت هدايت حرارتي آلياژها، پرکننده ي سنگ هاي جواهرات مصنوعي و نرم افزار .
    آلياژهاي تيتانيوم در بدنه هواپيماهاي جنگي، سفينه هاي فضايي موشکها موتور هواپيماها ،ادوات رزمي، توربين هاي گازي، دوچرخه و کامپيوترهايLaptop، مورد استفاده قرار مي گيرند . تيتانيوم اغلب با آلومينيوم ،آهن ،منگنز، موليبدن و فلزات ديگر تشکيل آلياژ مي دهد .به دلیل دوام و ماندگاری بالا، تیتانیم به یکی از فلزات محبوب جواهرسازان بدل گشته است. همچنین به علت عدم تحریک آلرژیک، جواهرات تیتانیم گزینه بسیار مناسب برای افرادی است که به فلزات زینتی آلرژی دارند. تیتانیم همچنین با طلای ۲۴ عیار تشکیل آلیاژ می دهد.

    آلياژ ايلمنيت اين فلز در تهيه اکسيد تيتانيوم که در صنايع رنگ سازي کاغذ سازي و پلاستيک به عنوان ماده رنگي براق کردن سطح فلزات، لعاب، لاستيک سازي ،شيشه فايبر گلاس ،سراميک الکتروسراميک و ... مصرف مي شود، کاربرد دارد .
    تنها در حدود 5 % توليد سالانه جهاني تيتانيوم صرف توليد فلز تيتانيوم شده و 95 % باقيمانده در توليد ماده رنگي دي اکسيد تيتانيوم مورد استفاده قرار مي گيرد . اين ماده به واسطه رنگ سفيد درخشندگي عالي بي اثر ( خنثي بودن ) و مقاومت سايشي و حرارتي بالاي آن درجه دير گدازي بالا و توان زياد در توزيع و انتشار يکنواخت در ترکيبات ديگر به عنوان عمده ترين ماده اوليه رنگ سفيد در صنايع رنگ سازي کاغذ سازي پلاستيک ،لاستيک و ... شناخته مي شود . در زير به طور اخص مصارف تيتانيوم در صنايع و آلياژهاي آن مي آيند :

    مصارف دارويي و آرايشي تیتانیوم

    دي اکسيد تيتان براي التيام سوزش هاي پوستي مورد استفاده قرار مي گيرد و منعکس کننده اشعه ماوراء بنفش خورشيد است و بدين جهت در ساختن کرم ها و لوسيون هاي ضد آفتاب ( ضد سوختگي ) استفاده مي شود . از پودر در اکسيد تيتان در ساخت قاب کپسولهاي دارويي و پوشش قرص ها نيز استفاده مي شود .

    تیتانیم ماده ای غیر سمی است و حتی در مقادیر زیاد، سمی محسوب نمی شود. همچنین این ماده هیچ نقشی در سیستم طبیعی بدن انسان ایفا نمی کند. بطور تخمینی روزانه ۸/۰ میلی گرم تیتانیم وارد بدن انسان می شود . اگرچه تقریبا بدون جذب شدن، از بدن دفع می شود.

    مصرف ساليانه عنصر تيتانيوم و ترکيبات آن 105 تا 106 تن مي باشد . تقريباً 95% تيتان به فرم اکسيد تيتان TiO4 مصرف مي شود و يک رنگدانه دايمي و به شدت سفيد رنگ با قدرت پوششي خوب در رنگ ها کاغذ و پلاستيک است . رنگ ها با وجود اکسيد تيتانيوم يک باز تابنده بسيار عالي اشعه مادون قرمز را مي سازد و بنا براين به طور گسترده اي توسط اختر شناسان مورد استفاده قرار مي گيرد . از آنجايي که اين فلز مقاومت بالا وزن سبک مقاومت غيرعادي در برابر خوردگي و توانايي ايستادگي در برابر دماهاي بالا مي باشد . بخاطر مقاومت بالا در آب دريا اين فلز براي ساخت شفت ها (محور ) ملخ هواپيما و پروانه کشتي استفاده مي شود .


    مقايسه تيتانيوم و طلاي سفيد

    1 - تيتانيوم ايجاد حساسيت نكرده اما برخي از آلياژهاي طلا حساسيت زا مي باشند.

    2 - اندازه قطر طلاي سفيد را ميتوان تغيير داد اما از آنجايي كه تيتانيوم را نميتوان لحيم كاري كرد ايجاد تغيير در اندازه آن نيز ميسر نميباشد.

    3- تيتانيوم را ميتوان به رنگهاي گوناگون در آورد اما طلاي سفيد را نه.

    4- تيتانيوم ارزان قيمت تر از طلاي سفيد ميباشد.

  16. 4
نمایش نتایج: از 1 به 8 از 8

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •