فرهنگ و تاريخ | سرگرمي | نيازمنديها | مذهبي | اقتصادي | خانواده و اجتماع | هنر | اخبار | ورزش | کامپيوتر | گردشگري | صنعت و دانشگاه | صفحه اصلي

صفحه اول بخش متالورژي
دانشگاه ها و اساتيد متالورژي

آموزش علوم رشته متالورژي

آموزش نرم افزارهاي متالورژي
پروژه هاي تحقيقاتي متالورژي
مراکز تحقيقاتي متالورژي
رده بندي سايتهاي متالورژي
بانک مقالات رشته متالورژي
معرفي متخصصين متالورژي
پايان نامه هاي دانشجويي
مجلات و نشريات متالورژي
گالري عکسهاي متالورژي
 
 

عنوان: آلياژهاي تيتانيوم

نويسنده:

منبع اطلاعاتي: www.felezat.com

عکس
 

 

گالري تصاوير

 

- - - - -

   
 
 

تيتانيوم خالص تجاري و آلياژهاي تيتانيومي آلفا و شبه آلفا به طور کلي نشان داده اند که مقاومت خوبي در مقابل خوردگي دارند. آنها جزء اين دسته از آلياژهاي تيتانيوم هستند که قابليت جو شکاري دارند.

تيتانيوم خالص معمولاً داراي مقداري اکسيژن آلياژ شده با آن است که استحکام تيتانيوم خالص تحت تاثير مقدار اين عناصر بين نشيني ( اکسيژن و نيتروژن ) در ساختار تيتانيومي است. آلياژهاي آلفا معمولاً داراي مقدار بالايي از آلومينيوم هستند که موجب مقاومت به اکسايش اين آلياژ در دماهاي بالا مي شوند. ( آلياژهاي آلفا بتا همچنين داراي يک عنصر آلياژي اصلي هستند که آلومينيوم است اما اولين دليل آن براي پايدار کردن فاز آلفا است ).آلياژهاي آلفا را نمي توان براي افزايش خواص مکانيکي بالا تحت عمليات حرارتي قرار داد زيرا يک آلياژ تک فاز به حساب مي ايد. اضافه کردن عناصر آلياژي به تيتانيوم خالص قابليت عمليات حرارتي براي اين آلياژها يا کار در دماي بالا را چون به صورت يک ساختار دو فازي حاصل شده اند ( آلفا بتا ) ، ايجاد مي کند.
آلياژهاي بتا نيمه پايدار هستند ، به اين منظور که تمايل به تغيير فاز براي يک حالت تعادلي يا بالانسي از ساختارها دارند. آلياژهاي بتا استحکامي به واسطه ، استحکام ذاتي شان ، ناشي از ساختار بتا و رسوب فاز آلفا و ديگر فازها از آلياژها در طراحي فرايندهاي عملياتي حرارتي به دست مي آورند.
با اهميت ترين فايده و مزيت به دست آمده از ساختارهاي بتا ، افزايش شکل پذيري آنها در ارتباط با ديگر ساختارهاي هگزاگونال از جمله آلفا و آلفا بتا است. تيتانيوم آلوميند از آلياژهاي متداول تيتانيومي متفاوت هستند زيرا آنها به طور اساسي ترکيباتي هستند که باعث افزايش استحکام و قابليت شکل پذيري و ديگر خواص مي شوند. تيتانيوم آلوميندي کاربردهاي دماي بالاتر نسبت به آلياژهاي تيتانيومي دارند اما قيمت تمام شده بيشتر و به طور کل داکتيليته و قابليت فرم پذيري کمتري خواهند داشت.

 درمورد آلياژهاي تيتانيموم بيشتر بدانيم:
تيتانيوم وآلياژهاي آن پتانسيل بالايي در خيلي از کاربردهاي خاص دارند ولي بايستي قبل از طراحي و استفاده از آن ، برخي از واقعيتها را درمورد آن مطلع بوده و مد نظر داشت که بيشتر آن در ادامه آورده شده است.
محصولات شکل داده شده تيتانيوم به راحتي در دسترس مي باشند ولي ريخته گري شده آن محدودتر است. آلياژهاي شکل داده شده از فاکتورهاي تجربي خوبي برخوردار مي باشند. هر چند که آلياژهاي ريخته گري از لحاظ وزن و قيمت مقرون به صرفه هستند. ريخته گري تحت فشار ايزواستاتيک گرم مي تواند محصولاتي در مقايسه با استحکام کاربردي محصولات شکل داده شده را براي بيشتر فلزات حاصل کند.
آلياژهاي پودري خيلي بيشتر مورد قبول هستند. همچنين فرايندهاي پودر ( متالورژي پودر ) امکان ترکيب آلياژهاي نا متعارف تري را نسبت به هم مي دهد. اگر در اين فرايند به واسطه بر هم کنش تيتانيوم با گازهاي بين شبکه همچون N2 & O2 ، روشهاي پيچيده بايستي اتخاذ شود. بنابراين آلياژهاي پودري تيتانيوم بايستي بسيار گران و پر هزينه در کاربردهاي مختلف باشند سطح خواص آلياژهاي پودر ممکن است به حد انتظار ترکيبات شيميايي نرسد. با اين حال با متالورژي پودر اين امکان وجود دارد که با بدست آوردن محصولي ترکيبي به شکل نهايي محصول مورد نظر امکان جبران قيمت تمام شده باشد و دليلي بر اينکه حداقل يک پتانسيل براي هزينه هاي پايين تر هنگامي که در طي پروژه منظور مي شود وجود داشته باشد.
آلياژهاي ريخته گري شده يا پودري تيتانيومي هميشه امکان انتخاب در کاربردهاي سازه را دارا مي باشند. اما بايستي برنامه ريزي براي اين قبيل استفاده ها در همان مراحل اوليه طراحي مد نظر قرار گيرد نه اينکه تلاش شود تا مواد به دست آمده پودري يا ريخته گري شده در مراحل نهايي کار به جاي مواد شکل داده شده قرار گيرند. اين معقول به نظر مي رسد که موقع انتخاب آلياژهاي تيتانيومي از عمومي ترين آلياژِها استفاده شود مگر در مواقعي که خاصيت خاصي از اين فلز مد نظر باشد تا يک آلياژ خاص در نظر گرفته شود ( مثلاً Ti-6AL- 4v داراي خواص متعدد و زيادي است اما مصارف خاصي دارد ).
Handbook ها و مراجع مربوط به مواد و از اين قبيل کتابها براي طراحي بسيار با ارزش هستند. اما هيچ جانشيني را براي تماس با تأمين کننده و سازنده وجود ندارد. خواص و ويژگيهاي از اين قبيل شرايط فرم دهي غير معمول و يا فرايند غير ايده آل ريخته گري را براي اين فلز نبايستي عمليات سرد کردن و گرم کردن غير معمولي را براي خواص در نظر گرفت. خواص مواد ريخته گري شده و پودري در محدوده پايين تر نسبت به آلياژهاي شکل داده شده قرار دارد. به طوري که خواص مشترک آنها به سختي به همديگرقابل مقايسه هستند.
اما داده هاي بدست آمده پراکنده در ريخته گري و همچنين متالورژي پودر ممکن است پايين تر از حداقل هاي طراحي را نتيجه بدهد. اگر يک طراحي پذيرفته شود بدون هيچ انعطافي با رعايت سطح خواص آن مشخص شده ، اين طراحي ممکن است به صورت غير قابل برگشت پذيري بعداً مورد سؤ ظن و گمان باشد. صنايع فضايي به دنبال بهترين خصوصيت وبهينه ترين آنها هستند. هنگامي که تيتانيوم در کاربردهايي با بحرانيت کمتر استفاده مي شود ، دقت کمتري در خواص بايستي در نظر گرفته شود و اين امکان وجود دارد تا هزينه و زمان کاهش داده شود.
امروزه دز 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 ابن فلز و تهيه روشهاي استاندارد توليد تجهيزات تيتانيومي در ايران مي گردد.

 ساختار تيتانيوم به طور کلي:
نقطه ذوب تيتانيوم در حدود 1660 درجه سانتيگراد مي باشد. اما بيشتر آلياژهاي تجاري آلومينيوم در دماي 538 درجه سانتيگراد کاربرد دارند. تيتانيوم داراي دو ساختار کريستالي است ، در يکي از آنها اتمها در ساختار مکعبي مرکزدار( bcc ) قرارگرفته اند و در ديگر اتمها در يک ساختار شش وجهي فشرده يا هگزا گونال ( HCP ) قرار دارند. ساختار مکعبي مرکز دار ( bcc ) تنها در دماي بالا به دست مي ايد بجز در مواردي که تيتانيوم با ديگر عناصر براي ثبات پايدار ساختار مکعبي در دماي پايين آلياژ شده است.
دو ساختار کريستالي تيتانيوم به عنوان ساختارهاي b ، a شناخته مي شوند. a اشاره دارد به ساختارهاي هگزاگونال تيتانيوم چه به صورت آلياژ يا خالص و ساختار b مربوط به ساختارهاي مکعبي يا آلياژهاي آن است.
ساختارهاي b ، a در بعضي مواقع به عنوان سيستم ها يا نوع هايي از سيستم شناخته مي شوند که آن را به چهار دسته آلياژهاي a و شبه a يا نزديک به a و a / b و a تقسيم بندي مي کنند.
اين ترکيبات نشان دهنده تمامي عناصر آلياژي تيتانيوم نيست اما بيشتر عناصر استفاده شده در طراحي آلياژهاي تيتانيوم را شامل مي شود.

 اطلاعات بيشتري در مورد ساختار تيتانيوم:
تيتانيوم خالص تجاري به صورت ساختار a است. اضافه کردن برخي از عناصر آلياژي به تيتانيوم خالص تجاري محدوده را براي ريز ساختارهاي آلياژي ايجاد مي کند. با داشتن سطح مطلوبي از عناصر آلياژي b ، فاز b در طول گرم کردن توليد مي شود و در حين فرايند سرد کردن در ادامه يک فرايند گرم به ساختار ديگر منتقل مي شود. ساختار حاصله در اين مورد را آلياژهاي b ، a مي نامند ( فاز b به a تبديل مي شود ولي فاز باقي مانده هم خواهيم داشت ) تغييرات در آلياژهاي متمايز مي شود با محدوده وسيعي از ساختار وخواص شيميايي آلياژ که لازمه يک آلياژ a مي باشد. اين تغييرات به صورت ترم ساختاري near - a ( ساختارهاي شبه a يا نزديک به a ) هستند. ساختار را بايستي به طور کلي به عنوان نيمه پايدار شناخت. آلياژها با ساختار b در حين سرد کردن تا دماي اتاق به دست مي ايند.
آلوميندهاي تيتانيومي ترکيبات بين فلزي هستند که از تيتانيوم وآلومينيوم ( به همراه يک يا بيشتر از عناصر آلياژي ) به دست مي ايند.
 

 

 

 

 

گروه علمي فدک

کليه مطالب ارسالي با نام اشخاص و ذکر منبع در اين سايت درج مي شود

راهنما  |  آمار سايت  |  درباره ما  |  تماس با ما  |  نظر خواهي  | آرشيو  |  عضويت در سايت