Titanas: plieno eksploatacinių savybių revoliucijos technologijų žvaigždė ir pritaikymo pradininkas

Plienas ir titanas yra dažniausiai naudojami metalai gamyboje dėl savo puikaus stiprumo, kietumo ir kitų fizinių bei mechaninių savybių.
Plienas yra geležies ir anglies lydinys, kurio anglies kiekis svyruoja nuo 0,2 % iki 2,1 % masės. Nors pagrindinės sudedamosios dalys yra geležis ir anglis, gali būti nedideli kiekiai kitų elementų, tokių kaip manganas, silicis ir fosforas. Yra keletas plieno rūšių, suskirstytų pagal anglies kiekį, legiravimo elementus ir terminio apdorojimo procesus. Tai yra švelnus plienas, nerūdijantis plienas ir didelio stiprumo mažai legiruotas plienas. Plienas yra žinomas dėl savo tvirtumo, ilgaamžiškumo ir universalumo, todėl jis tinkamas įvairioms reikmėms. Jo naudojimas apima viską nuo statybos ir automobilių iki įrankių ir stalo įrankių.
Titanas yra cheminis elementas, kurio simbolis Ti atominis skaičius 22. Tai blizgus pereinamasis metalas, turintis sidabrinę spalvą, mažo tankio ir didelio stiprumo. Nors jis yra toks pat tvirtas kaip plienas, jis yra žymiai mažesnis, todėl jis yra tinkamiausias metalas tais atvejais, kai stiprumo ir svorio santykis yra labai svarbus.

Nelegiruotas titanas yra toks pat stiprus kaip kai kurie plienai, bet ne toks tankus. Kai legiruotas su kitais elementais, tokiais kaip aliuminis ir vanadis, jis gali būti žymiai sustiprintas. Du pagrindiniai titano panaudojimo būdai yra erdvėlaiviai (lėktuvuose, erdvėlaiviuose ir raketose) ir pramonėje, nes jis yra lengvas, tvirtas ir atsparus korozijai net esant aukštai temperatūrai.
I. Titano įtaka plieno mikrostruktūrai ir terminiam apdorojimui
① Titanas ir azotas, deguonis, anglis turi labai stiprų afinitetą, yra geras deoksidavimo ir degazavimo agentas bei azoto ir anglies veiksmingų elementų fiksavimas.
② titano ir anglies junginių (TiC) derinys yra labai stiprus, labai stabilus, tik pakaitintas iki daugiau nei 1000 laipsnių, lėtai ištirps į kietą geležies tirpalą, titano dalelės turi užkirsti kelią plieno grūdelių augimui ir vaidmens grubėjimui.
(iii) Titanas yra vienas iš stiprių feritą formuojančių elementų, todėl austenito fazės sritis susiaurėja. Titanas kietame tirpale pagerina plieno kietumą, o TiC dalelių buvimas sumažina plieno kietumą.
④ Kai titano kiekis pasiekia tam tikrą vertę, dėl difuzinio TiFe2 nusodinimo gali kietėti krituliai.
Antra, titano įtaka plieno mechaninėms savybėms
① Kai titanas yra kietame ferito tirpale, jo stiprinamasis poveikis yra didesnis nei aliuminio, mangano, nikelio, molibdeno ir kt., po to - berilio, fosforo, vario, silicio.
② Titano poveikis mechaninėms plieno savybėms priklauso nuo jo formos, Ti ir C kiekio santykio ir terminio apdorojimo metodo. Titano masės dalis nuo {{0}},03 % iki 0,1 % takumo ribos gali būti pagerinta, tačiau kai Ti ir C kiekio santykis didesnis nei 4, jo stiprumas ir kietumas smarkiai sumažėja.
(iii) Titanas pagerina patvarumą ir atsparumą šliaužimui.
(iv) Titanas pagerina plieno kietumą, ypač atsparumą smūgiams žemoje temperatūroje.
Trečia, titanas dėl plieno įtakos fizinėms, cheminėms ir proceso savybėms
①Pagerinkite plieno stabilumą esant aukštai temperatūrai, aukštam slėgiui ir vandeniliui.
② titanas gali pagerinti nerūdijančio rūgštims atsparaus plieno atsparumą korozijai, ypač atsparumą tarpkristalinei korozijai.
③ Mažai anglies turinčiame pliene, kai Ti ir C kiekio santykis pasiekia daugiau nei 4,5, jis gerai atsparus korozijai ir šarminiam trapumui, nes deguonis, azotas ir anglis yra fiksuoti.
(iv) Pridėjus titano į plieną, kurio chromo masės dalis yra 4 %-6 %, padidėja plieno atsparumas oksidacijai aukštoje temperatūroje.
⑤ Titano pridėjimas prie plieno gali paskatinti azotinio sluoksnio susidarymą, o reikiamą paviršiaus kietumą galima gauti greičiau. Titano turintys plienai vadinami „greitai azotuojančiais plienais“ ir gali būti naudojami didelio tikslumo varžtams gaminti.
⑥ Pagerinti mažai anglies turinčio mangano plieno ir daug legiruoto nerūdijančio natrio suvirinamumą.
Titano panaudojimas pliene
①Titano masės dalis, didesnė nei 0,025 %, gali būti laikoma legiravimo elementu.
② titanas kaip įprasto mažai legiruoto plieno, legiruotojo konstrukcinio plieno, legiruotojo įrankių plieno, greitaeigio įrankių plieno, nerūdijančio plieno, rūgštims atsparaus plieno, karščiui atsparaus nelupančio plieno, nuolatinio magneto lydinių ir liejamo plieno legiravimo elementas. yra plačiai naudojami.
③ Titanas buvo naudojamas kaip įvairios pažangios medžiagos, tapo svarbia strategine medžiaga, naudojama daugiau nei pusė aviacijos ir kosmoso pramonės, pavyzdžiui, aviacijos erdvėlaivių, jėgos mašinų.