ИНТРО
Чисти титанијум има занимљиву особину - да мења своју кристалну структуру како температура расте. Испод око 882 степена, постоји у ономе што металурзи називајуалфа ( ) фаза, тесно-упаковану хексагоналну структуру. Изнад те температуре, помера се набета ( ) фаза, што је кубно{0}}центрирано на тело. Та прелазна температура је кључна референтна тачка у металургији титанијума, а како одређени легирајући елемент утиче на њу одређује у коју од три категорије тај елемент спада.
1. Алфа-елементи за стабилизацију
Ови елементи подижу бета трансус температуру, што значи да чине алфа фазу стабилном у ширем температурном опсегу. Они проширују алфа фазно поље на фазном дијаграму и имају тенденцију да побољшају структуру зрна, повећавајући и чврстоћу и отпорност на топлоту.
Најважнији алфа стабилизатор у пракси јеалуминијум (Ал). Користи се у скоро свакој комерцијалној легури титанијума -, побољшава чврстоћу на собној температури и на повишеним температурама, а истовремено смањује густину. Ту комбинацију је тешко победити и због тога је алуминијум скоро увек део мешавине.
Остали алфа стабилизатори укључујуугљеник, кисеоник, азот, галијум, германијум и бор. Реч опреза о кисеонику и азоту: иако повећавају снагу, они такође смањују дуктилност. У производњи се они обично третирају као нечистоће и држе под строгом контролом, а не намерно додају.
Алфа{0}}стабилизоване легуре су окосницалегура титанијума отпорна{0} на топлотупородица - врста која се користи у компонентама млазних мотора, издувним системима и другим апликацијама на високим{1}}има.
2. Бета{1}}Елементи за стабилизацију
Ови раде супротно: онинижебета трансус температуру и проширити регион бета фазе. У ствари, они омогућавају да бета фаза остане стабилна на температурама где би се чисти титанијум већ трансформисао у алфа. Бета{2}}фазни титанијум има кубичну структуру{3}}центрисану на тело, која генерално нуди бољу жилавост и побољшану обрадивост.
Уобичајени бета стабилизатори укључујумолибден (Мо), ванадијум (В) и ниобијум (Нб). Молибден је један од најмоћнијих - чак и мали додаци имају значајан утицај на стабилизацију бета. Ванадијум се широко користи у структурним легурама као што је Ти-6Ал-4В, најчешћа легура титанијума на свету.
Бета{0}}стабилизоване легуре обично се лакше хладе-и добро реагују на топлотну обраду, што их чини привлачним за примене где је потребно сложено обликовање или висока жилавост.
3. Неутрални елементи
Ово је најједноставнија категорија. Неутрални елементи имајуминималан утицај на температуру бета трансуса- не стабилизују ни алфа ни бета у било ком значајном степену. Њихов примарни допринос јејачање чврстог раствора: растварају се у титанијумској матрици и побољшавају механичка својства без нарушавања фазног баланса.
Главни неутрални елементи суцирконијум (Зр), калај (Сн) и хафнијум (Хф).
Сваки доноси нешто мало другачије на сто. Калај може да побољша стабилност при високим{1}}температурама и отпорност на пузање. Цирконијум нуди начин за фино-подешавање чврстоће без померања фазне равнотеже, што металурзима даје користан алат за оптимизацију перформанси легуре без нежељених нежељених ефеката на микроструктуру.
Зашто је ово важно
Разумевање ове три категорије није само академско. Када бирате легуру титанијума за одређену примену - било да се ради о причврсним елементима за ваздухопловство, опреми за хемијску обраду или архитектонској облоги -, комбинација алфа стабилизатора, бета стабилизатора и неутралних елемената у легури одређује њену чврстоћу, дуктилност, отпорност на топлоту, формабилност и корозионо понашање.
За свакога ко ради са титанијумским сировинама, основно разумевање начина на који ови елементи ступају у интеракцију са фазном структуром титанијума помаже да се схвати зашто се различите легуре понашају тако различито и зашто је прави избор квалитета толико важан у пракси.
Баоји Иибаите Нев Материалс Тецхнологи Цо., Лтд.- Најбољи произвођач и добављачТитанијумски материјали