יישום של סגסוגת טיטניום

טיטניום וסגסוגות טיטניום הן מתכות מבניות חשובות שפותחו בשנות החמישים. טיטניום נמצא בשימוש נרחב בתחומים שונים בגלל הצפיפות הנמוכה שלו, חוזק ספציפי גבוה, מוליכות תרמית נמוכה, עמידות טובה בטמפרטורה גבוהה ובטמפרטורה נמוכה, עמידות בפני קורוזיה חזקה ומשאבים עשירים. מדינות רבות בעולם הכירו בחשיבותם של חומרי סגסוגת טיטניום, ביצעו מחקר ופיתוח והשיגו יישומים מעשיים בתעשיות רבות.

 

תכונות טיטניום טהור מסחרית:

לטיטניום טהור יש פלסטיות טובה, חוזק נמוך וקל ליצירה. לאחר התגבשות, יש טרנספורמציה אלוטרופית. כאשר מחומם ל-882 מעלות, ה-טיטניום של הסריג הצפוף המשושה הופך ל-Titanium של הסריג המעוקב במרכז הגוף. במדיות רבות, העמידות בפני קורוזיה של טיטניום טובה יותר מזו של נירוסטה, במיוחד היכולת לעמוד בפני קורוזיה של מי ים יוצאת מן הכלל. הציונים של טיטניום טהור מסחרית הם GR1, GR2, GR3 ו-GR4. ככל שמספר הציון גדול יותר, כך גדל חלק המוני של זיהומים.

 

המאפיינים של סגסוגת טיטניום:

Titanium alloy (α+β) has better strength, heat resistance, and plasticity, and can be strengthened by heat treatment, so it has a wide range of applications. The grades of (α+β) titanium alloys include Gr5, Gr7, Gr9, Gr11, Gr23, etc. Among them, Ti-6Al-4V is the most widely used. After quenching (heating at 930 ℃) and aging treatment (540 ℃, 2 h), its R m can reach 1 274 MPa, A>13 אחוזים, ויש לו עמידות גבוהה לזחילה, קשיחות בטמפרטורה נמוכה ועמידות בפני קורוזיה טובה. סגסוגת Gr5 מתאימה לייצור חלקים הפועלים מתחת ל-400 מעלות ובטמפרטורות נמוכות, כגון פגזי מנוע רקטי, מיכלי דלק מימן נוזלי לרקטות וטילים וכו'.

 

התייחסויות לטיטניום וסגסוגות טיטניום:

1. תחומי תעופה רלוונטיים:

⑴ מנוע, בעיקר רכיבי המדחס, לרבות להבים, רכזות, שסתומי מובילי כניסה ומארזים.

⑵ מסגרת נחיתה/מסגרת תמיכה וכו'.

⑶ שלד מטוס

⑷חלקים מרתקים לעור כנף ולקיבוע פנימי

2. שדה תעופה וחלל

⑴ ניתן להשתמש בו במיכלי לחץ גבוה, מיכלי אחסון דלק, מנועי רקטות ומעטפי טילים בתעשיות הרקטות, הטילים והחלליות.

⑵ עור תא תא חלל ושלד מבני, ציוד נחיתה ראשי, מודול ירח וכו'.

3. שדה צבאי

⑴ גוף הלחץ של הצוללת. הגה, תושבת פיר, שסתום כדורי, משאבת כיבוי אש, מחליף חום, מצנן, כיפת סונאר בגוף, מערכת הנעת סילון מים של תחנת הכוח

מדחפים ופירי מדחפים.

⑵ מערכת צנרת ספינה, יציקות וכו'. הקבל, מחולל הקיטור, השסתום, האוגן הגדול, משגר הטורפדו, אנטנת השוט, גוף המשאבה וכו' בספינה עשויים כולם מטיטניום.

(3) מכשירים מסוימים כגון קנה רובה, כלי רכב משוריינים, ציוד הנדסי וטנקים חדשים עשויים גם הם מחומרי טיטניום.

4. מערכת כימית

⑴טיטניום וסגסוגות טיטניום יכולות לשמש לייצור מחליפי חום, מגדלי תגובה, מזקקים, מקרצפים, סינתיסייזרים, אוטוקלבים, שסתומים, צינורות, משאבות, צינורות וכו'.

(2) היישום של חומרי טיטניום בתעשייה הכימית הוא בעיקר כלורלקאלי, אפר סודה, ייצור מלח ואקום, סיבים פטרוכימיים, תעשייה כימית משובחת וכו'.

5. יישום ציוד טיטניום בתעשיית הנפט (עמידות בפני קורוזיה של טיטניום)

(1) נפט גולמי מכיל סולפידים וכלורידים, שהם מאכלים מאוד לציוד, וטיטניום בעצם פותר את בעיית קורוזית הציוד.

(2) ציוד טיטניום נמצא בשימוש נרחב בתהליך הייצור של בתי זיקוק.

6. יישום ציוד טיטניום בתעשייה מתכות

⑴בייצור ניקל אלקטרוליטי, הציוד חשוף לתמיסות בעלות תכולת חומצה גבוהה ויונים פעילים, ולטיטניום יש עמידות מצוינת בפני קורוזיה, כך שהוא הופך לחומר אידיאלי לייצור ציוד ניקל אלקטרוליטי.

⑵יישום ציוד טיטניום בייצור נחושת אלקטרוליטית: רוב המחממים ולוחות האם הקתודה בייצור נחושת אלקטרוליטית עשויים מטיטניום.

(3) הידרומטלורגיה של מתכות אחרות: ציוד טיטניום משמש גם להתכה של קובלט, אבץ, אלומיניום, כספית וכו', וטיהור חומצה טונגסטית וכו'.

 

7. יישום ציוד טיטניום בהנדסת אוקיינוס

⑴ פיתוח נפט וגז בים

(2) לטיטניום עמידות חזקה בפני קורוזיה וחוזק ספציפי גבוה, והוא משמש בהתפלת מי ים ובניית ספינות.

 

8. יישום טיטניום ברפואה

(1) שתלים אנושיים: לטיטניום יש מודולוס נמוך, חוזק גבוה ותאימות ביולוגית מעולה. הוא משמש לעתים קרובות כחומר תחליף לעצמות אדם ברפואה. טיטניום משמש לייצור מפרקי מרפקים, ברגי עצם, מפרקי ירך וברכיים ולוחות עצם.

⑵שתלים דנטליים, כתרים וגשרים, סטנטים תוך דנטליים, חוטי שיניים ויישור שיניים, מכשירי טיטניום לניתוחים, תרופות, קופסאות לווסת דופק וכו'.

 

9. מוצרי ספורט

ראש מועדון הגולף עשוי מסגסוגת טיטניום, אופני טיטניום, מחבטי בדמינטון טיטניום, מחבטי טניס, אוכפים לרוכבי מרוצי סוסים וכו'.

 

10. תעשיית ייצור רכב:

היישום של סגסוגת טיטניום Taiji במכוניות יכול לשחק תפקיד מקיף בהפחתת משקל, חיסכון באנרגיה, בלימת זעזועים, הפחתת רעש, הפחתת זיהום, הארכת חיים ושיפור בטיחות ונוחות הרכב.