Το χάλυβα και το τιτάνιο χρησιμοποιούνται συνήθως μετάλλια στην κατασκευή λόγω της εξαιρετικής δύναμης, της σκληρότητας και άλλων φυσικών και μηχανικών ιδιοτήτων τους.
Ο χάλυβας είναι ένα κράμα σιδήρου και άνθρακα, με περιεκτικότητα σε άνθρακα που κυμαίνεται από 0. 2% έως 2,1% κατά βάρος. Αν και ο σίδηρος και ο άνθρακας είναι τα κύρια συστατικά, μπορεί να υπάρχουν μικρές ποσότητες άλλων στοιχείων όπως το μαγγάνιο, το πυρίτιο και ο φωσφόρος. Υπάρχουν διάφοροι τύποι χάλυβα, που κατηγοριοποιούνται σύμφωνα με την περιεκτικότητα σε άνθρακα, τα στοιχεία κράματος και τις διαδικασίες θερμικής επεξεργασίας. Αυτά περιλαμβάνουν ήπιο χάλυβα, ανοξείδωτο χάλυβα και χάλυβα χαμηλής αντίληψης υψηλής αντοχής. Ο χάλυβας είναι γνωστός για τη δύναμη, την ανθεκτικότητα και την ευελιξία του, γεγονός που το καθιστά κατάλληλο για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Οι χρήσεις του καλύπτουν τα πάντα, από την κατασκευή και τα αυτοκίνητα μέχρι τα εργαλεία και τα μαχαιροπίρουνα.
Το τιτάνιο είναι ένα χημικό στοιχείο με το σύμβολο Ti ατομικό αριθμό 22. Πρόκειται για ένα λαμπερό μεταβατικό μέταλλο με ασημένιο χρώμα, χαμηλή πυκνότητα και υψηλή αντοχή. Ενώ είναι τόσο ισχυρό όσο ο χάλυβας, είναι σημαντικά λιγότερο πυκνό, καθιστώντας το μέταλλο της επιλογής για εφαρμογές όπου ο λόγος δύναμης προς βάρος είναι κρίσιμο. Στην αφαίρεση του, το τιτάνιο είναι τόσο ισχυρό όσο μερικοί χάλυβες αλλά λιγότερο πυκνό. Όταν κρατούνται με άλλα στοιχεία όπως το αλουμίνιο και το βαναδικό, μπορεί να ενισχυθεί σημαντικά. Οι δύο κύριες χρήσεις του τιτανίου είναι η αεροδιαστημική (αεροπλάνα, διαστημόπλοια και πυραύλους) και βιομηχανικές εφαρμογές επειδή είναι ελαφρύ, ισχυρό και ανθεκτικό στη διάβρωση ακόμη και σε υψηλές θερμοκρασίες.
I. Επίδραση του τιτανίου στη μικροδομή και τη θερμική επεξεργασία του χάλυβα
① Το τιτάνιο και το άζωτο, το οξυγόνο, ο άνθρακας έχουν μια πολύ ισχυρή συγγένεια, είναι ένας καλός παράγοντας αποξείρισης και απαερώσεως και σταθεροποίηση των αζώτων και των αποτελεσματικών στοιχείων του άνθρακα.
② Ο συνδυασμός του τιτανίου και των ενώσεων άνθρακα (TIC) είναι εξαιρετικά ισχυρός, η υψηλή σταθερότητα, που θερμαίνεται μόνο σε περισσότερο από 1000 βαθμούς θα διαλυθεί αργά στο στερεό διάλυμα του σιδήρου, τα σωματίδια TIC πρέπει να αποτρέψουν την ανάπτυξη του χάλυβα και τη συσσώρευση του ρόλου.
(iii) Το τιτάνιο είναι ένα από τα ισχυρά στοιχεία σχηματισμού φερρίτη, έτσι ώστε η περιοχή φάσης ωστενίτη να περιορίζεται. Το τιτάνιο σε στερεό διάλυμα για τη βελτίωση της σκληρότητας του χάλυβα, ενώ η παρουσία σωματιδίων TIC για τη μείωση της σκληρότητας του χάλυβα.
④ Όταν η περιεκτικότητα σε τιτάνιο φτάσει σε μια συγκεκριμένη τιμή, μπορεί να συμβεί σκλήρυνση βροχοπτώσεων λόγω της διάχυτης βροχόπτωσης του TIFE2.
Δεύτερον, η επίδραση του τιτανίου στις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα
① Όταν το τιτάνιο υπάρχει σε στερεό διάλυμα στο φερρίτη, η ενισχυτική του επίδραση είναι υψηλότερη από το αλουμίνιο, το μαγγάνιο, το νικέλιο, το μολυβδαινικό κ.λπ., ακολουθούμενο από βηρύλλιο, φωσφόρο, χαλκό, πυρίτιο.
② Η επίδραση του τιτανίου στις μηχανικές ιδιότητες του χάλυβα εξαρτάται από τη μορφή στην οποία υπάρχει, η αναλογία του περιεχομένου των Ti και C και η μέθοδος θερμικής επεξεργασίας. Το κλάσμα μάζας τιτανίου {{0}}. 03% έως 0,1% της αντοχής απόδοσης μπορεί να βελτιωθεί, αλλά όταν η αναλογία περιεχομένου Ti και C πάνω από 4, η αντοχή και η σκληρότητα του μειώνονται απότομα.
(iii) Το τιτάνιο βελτιώνει τη διαρκή αντοχή και την αντοχή ερπυσμού.
(iv) Το τιτάνιο έχει βελτιωτική επίδραση στην ανθεκτικότητα του χάλυβα, ειδικά στην σκληρότητα χαμηλής θερμοκρασίας.
Τρίτον, τιτάνιο στις φυσικές, χημικές και διεργασίες της επιρροής του χάλυβα
①Αυτή τη σταθερότητα του χάλυβα σε υψηλή θερμοκρασία, υψηλή πίεση και υδρογόνο.
② Το τιτάνιο μπορεί να βελτιώσει την αντοχή στη διάβρωση του ανθεκτικού ανοξείδωτου οξέος χάλυβα, ειδικά της αντίστασης στη διασταλτική διάβρωση.
③ Σε χάλυβα χαμηλής ανθρακούχου, όταν η αναλογία περιεχομένου Ti και C φθάνει πάνω από 4,5, έχει καλή αντίσταση στη διάβρωση του στρες και την ευθυγράμμιση των αλκαλίων, επειδή το οξυγόνο, το άζωτο και ο άνθρακας είναι σταθερά.
(iv) Προσθήκη τιτανίου σε χάλυβα με κλάσμα μάζας χρώματος 4% -6% βελτιώνει την αντίσταση οξείδωσης του χάλυβα σε υψηλές θερμοκρασίες.
⑤ Η προσθήκη του τιτανίου σε χάλυβα μπορεί να προωθήσει το σχηματισμό της νιτρικής στρώσης και η απαιτούμενη σκληρότητα επιφάνειας μπορεί να ληφθεί πιο γρήγορα. Οι χάλυβες που περιέχουν τιτάνιο ονομάζονται "χάλυβες γρήγορης νιτρίδης" και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή βιδών υψηλής ακρίβειας.
⑥ -improve η συγκολλητικότητα του χάλυβα μαγγανίου χαμηλού άνθρακα και το υψηλό κράμα ανοξείδωτο νάτριο.
Εφαρμογή του τιτανίου σε χάλυβα
Το κλάσμα μάζας του Τιττανίου περισσότερο από 0 025% μπορεί να θεωρηθεί ως ένα στοιχείο κράματος.
② Το τιτάνιο ως στοιχείο κράματος σε συνηθισμένο χάλυβα χαμηλής κράματος, δομικό χάλυβα κράματος, χαλύβδινο εργαλείο κράματος, χάλυβα εργαλείων υψηλής ταχύτητας, ανοξείδωτο χάλυβα, χάλυβα ανθεκτικό σε οξύ, ανθεκτικό στη θερμότητα χάλυβα, μόνιμα κράματα μαγνήτη και χυτοσίδηρο χυτοσίδηρο.
Το ③titanium έχει χρησιμοποιηθεί ως ποικιλία προηγμένων υλικών, έγινε ένα σημαντικό στρατηγικό υλικό, η χρήση περισσότερων από το ήμισυ της αεροδιαστημικής βιομηχανίας, όπως το διαστημικό σκάφος της αεροπορίας, τα μηχανήματα ισχύος.
