Mismunurinn á títan í 1. bekk og 5. bekk
Titanium Metal gegnir lykilstöðu í geimferðum, læknisfræði, sjávarverkfræði og öðrum sviðum með framúrskarandi lífsamrýmanleika, tæringarþol og miklum sérstökum styrk. Hins vegar eru títanefni ekki af einni gerð. Samkvæmt mismuninum á samsetningu hreinleika og ál, skipta alþjóðlegir staðlar þeim í 1. bekk til 5. bekk títan. Mismunandi einkunnir hafa verulegan mun á efnasamsetningu, vélrænni eiginleika og atburðarás notkunar. Að skilja þennan mun skiptir sköpum fyrir efnisval og verkfræðiforrit.
Efnissamsetning: hallahönnun hreinleika og álfelga
1. bekk títan:Með miklum hreinleika sem kjarnaeiginleikum er títaninnihald venjulega yfir 99,6%og innihald óhreinindaþátta (súrefni, köfnunarefni, vetni, járn) er stranglega stjórnað á mjög lágu stigi. Þessi hönnun veitir henni framúrskarandi tæringarþol, sérstaklega fyrir öfgafullt tærandi umhverfi eins og sterkar sýrur, sterk basa og sjó. Einkenni þess með litla óhreinindi tryggja einnig lífsamrýmanleika, sem gerir það að kjörið val fyrir læknisígræðslur.
4. bekk títan:Það tilheyrir flokknum iðnaðar hreint títan og efri mörk óhreinindainnihalds er aukið í 0,4%. Með styrkingu á köldum vinnu er styrkur þess verulega hærri en títan í 1. bekk, en viðheldur góðri sveigjanleika. Þetta jafnvægi gerir það mikið notað í atburðarásum sem krefjast ákveðins styrkleika og tæringarþols, svo sem efnabúnaðar, sjávarbygginga osfrv.
5. bekk títan:Sem dæmigerður + tegund títanblöndu eru kjarnaþættir þess 90% títan, 6% ál og 4% vanadíum. Ál bætir styrk með styrkingu á föstu lausn og vanadíum betrumbætir korn til að auka hörku og bætir heita starfsárangur. Þessi álhönnun gerir það að verkum að hún hefur mikinn styrk, mikla hörku og góða hitaþol, sem gerir það að ákjósanlegu efni á hágæða verkfræðisviðinu.
Vélrænir eiginleikar: Samræmd hagræðing á styrk, hörku og þreytu eiginleika
Styrkleiki:Frá títaníum í 1. bekk til 5. stigs títan, eykst togstyrkur veldishraða. Togstyrkur í 1. stigs títan er 240-345MPa, títan í 4. bekk getur náð 550-740MPa eftir styrkingu á köldum vinnu og togstyrkur í 5. bekk títan getur farið yfir 1100MPa eftir hitameðferð. Þessi styrkuraukning gerir títan álfelgur frá léttu byggingarefni til hástyrks verkfræðiefni.
Brot hörku:Brot hörku í 5. bekk er verulega betri en í hreinu títaníum og gildi þess getur náð 510-620MPa · m (1/2), sem er mun hærra en 300-400MPa · m (1/2) af títanium í 1. bekk. Mikil hörku gerir það kleift að standast áhrif álag og sprunga fjölgun og er hentugur fyrir háa stress atburðarás eins og flugvélarblöð og skrúfu skips.
Þreytaárangur:Þreytustyrkur 5. stigs títan nær 510MPa (10⁷ lotur) en það í 4. bekk er aðeins 300MPa. Þessi munur stafar af fínu kornbyggingu og samræmdum álfelgum dreifingu 5. stigs títan, sem gerir það að verkum að það er ólíklegt að sprunga undir endurteknum álagi, sem lengir verulega þjónustulífi efnisins.
Teygjanlegt stuðull:Teygjanlegt stuðull hvers stigs títan er á milli manna bein (10-30GPa) og ryðfríu stáli (200GPa), þar sem títan í 1. bekk er 105GPa, stig 4 títan er 110GPa, og 5. stigs títan er 113GPA. Þetta „millistig stuðul“ einkenni getur dregið úr streituvarnaráhrifum og stuðlað að beinun bein og hefur einstaka kosti á sviði læknisígræðslu.
Umsóknarsvið: lagskipt umfjöllun frá grunngreinum til nýjustu tækni
1. bekk títan:Einbeitir sér aðallega að tæringarþolnum atburðarásum, svo sem saltpéturssýru hitaskiptum og klór-alkali framleiðslubúnaði í efnaiðnaðinum, og afsölunarbúnaði í sjávarverkfræði. Líffræðileg óvirkni þess gerir það einnig fyrsta valið fyrir læknisfræðilegar ígræðslur sem ekki eru með álag, svo sem viðgerðarplötur höfuðkúpu og gangráðshús.
4. bekk títan:Með jafnvægi milli styrks og kostnaðar er það mikið notað í atburðarásum sem krefjast ákveðinnar burðargetu. Í efnaiðnaðinum er það notað til að framleiða þrýstingsþolna gáma og leiðslur; Í sjávarverkfræði hefur það orðið algengt efni fyrir skrúfu skips og djúpsjávarskynjara. Að auki hefur Títan í 4. bekk framúrskarandi afköst kalda vinnslu og er hægt að nota það til að framleiða flókna hluti í gegnum ferla eins og snúning og teygju.
5. bekk títan:Ráðleggur hágæða markaðinn, sérstaklega á svæðum með strangar kröfur um efnislega afköst. Í geimferðarreitnum er það notað til að framleiða lykilíhluti eins og vélarþjöppu diska og hlíf; Í sjávarverkfræði verður það kjarnaefni fyrir djúpsjávar þrýstingsþolnar skeljar; Á læknisfræðilegum vettvangi er það notað til að framleiða mólígræðslur sem standast háa bitakraft og langtíma slitþolna samskeyti.
Tækniþróun: Byltingarleið frá hreinu títani til álfelgis
Þróun títanefnis hefur gengið í gegnum lykilbreytingu frá hreinu títan til ál. Í árdaga hafði títan í 1. bekk mikinn hreinleika og sterka tæringarþol, en ófullnægjandi styrkur takmarkaði notkunarsvið sitt. Á sjötta áratugnum jók þróun títans í 5. bekk (Ti-6AL-4V) styrk sinn í þrisvar sinnum meira en í hreinu títani með samverkandi styrkingu áls og vanadíums, en viðhalda góðri tæringarþol. Ný efni, eins og títan-sirkonblöndur, hafa komið inn á 21. öldina, hafa enn frekar hámarkað afköst og stækkað notkunarmörk Títan málmblöndur í læknisfræðilegum vettvangi með því að draga úr teygjanlegri stuðul og bæta líffræðilega virkni.
Einkunnir á títanefnum er í meginatriðum list að koma jafnvægi á frammistöðu og kostnað. Títan í 1. bekk veitir áreiðanlega tæringarþol með litlum tilkostnaði og hentar fyrir atburðarás sem ekki er álag; Títan í 4. bekk nær jafnvægi milli styrkleika og efnahagslífs til að uppfylla kröfur um miðlungs álag; Títan í 5. bekk er ráðandi á hágæða verkfræðisviðinu með framúrskarandi vélrænni eiginleika og endingu.
