Titanium: tehnološka zvezda in pionir aplikacij revolucije zmogljivosti jekla

Jeklo in titan sta zaradi odlične trdnosti, trdote in drugih fizikalnih in mehanskih lastnosti pogosto uporabljeni kovini v proizvodnji.
Jeklo je zlitina železa in ogljika z vsebnostjo ogljika od 0,2 % do 2,1 % teže. Čeprav sta železo in ogljik glavni sestavini, so lahko prisotne majhne količine drugih elementov, kot so mangan, silicij in fosfor. Obstaja več vrst jekla, razvrščenih glede na vsebnost ogljika, legirne elemente in postopke toplotne obdelave. Sem spadajo mehko jeklo, nerjavno jeklo in visoko trdno nizko legirano jeklo. Jeklo je znano po svoji trdnosti, vzdržljivosti in vsestranskosti, zaradi česar je primerno za široko paleto aplikacij. Njegova uporaba zajema vse od gradbeništva in avtomobilov do orodja in jedilnega pribora.
Titan je kemijski element s simbolom Ti z atomskim številom 22. Je sijoča ​​prehodna kovina s srebrno barvo, nizko gostoto in visoko trdnostjo. Čeprav je močna kot jeklo, je bistveno manj gosta, zaradi česar je izbrana kovina za aplikacije, kjer je razmerje med trdnostjo in težo ključnega pomena.

V nelegiranem stanju je titan tako močan kot nekatera jekla, vendar manj gost. Ko je legiran z drugimi elementi, kot sta aluminij in vanadij, ga je mogoče znatno okrepiti. Dve glavni uporabi titana sta vesoljska (letala, vesoljska plovila in rakete) in industrijske aplikacije, saj je lahek, močan in odporen proti koroziji tudi pri visokih temperaturah.
I. Vpliv titana na mikrostrukturo in toplotno obdelavo jekla
① Titan in dušik, kisik, ogljik imajo zelo močno afiniteto, so dobro sredstvo za deoksidacijo in razplinjevanje ter fiksacijo dušikovih in ogljičnih učinkovitih elementov.
② Kombinacija titanovih in ogljikovih spojin (TiC) je izjemno močna, visoka stabilnost, le segreto na več kot 1000 stopinj se počasi raztopi v trdni raztopini železa, delci TiC morajo preprečiti rast jeklenih zrn in grobljenje vloge.
(iii) Titan je eden od močnih elementov, ki tvorijo ferit, tako da je območje avstenitne faze zoženo. Titan v trdni raztopini izboljša kaljivost jekla, medtem ko prisotnost delcev TiC zmanjša kaljivost jekla.
④ Ko vsebnost titana doseže določeno vrednost, lahko pride do precipitacijskega utrjevanja zaradi difuzne precipitacije TiFe2.
Drugič, vpliv titana na mehanske lastnosti jekla
① Ko titan obstaja v trdni raztopini v feritu, je njegov učinek krepitve večji od učinka aluminija, mangana, niklja, molibdena itd., ki mu sledijo berilij, fosfor, baker, silicij.
② Učinek titana na mehanske lastnosti jekla je odvisen od oblike, v kateri obstaja, razmerja med vsebnostjo Ti in C ter metode toplotne obdelave. Masni delež titana {{0}}.03% do 0,1% meje tečenja je mogoče izboljšati, ko pa je razmerje med vsebnostjo Ti in C več kot 4, se njegova trdnost in žilavost močno zmanjšata.
(iii) Titan izboljša vzdržljivost in odpornost proti lezenju.
(iv) Titan ima izboljšan učinek na žilavost jekla, zlasti na udarno žilavost pri nizkih temperaturah.
Tretjič, titan vpliva na fizikalne, kemijske in procesne lastnosti jekla
①Izboljšajte stabilnost jekla pri visoki temperaturi, visokem tlaku in vodiku.
② titan lahko izboljša korozijsko odpornost nerjavnega jekla, odpornega na kisline, zlasti odpornost proti interkristalni koroziji.
③ Jeklo z nizko vsebnostjo ogljika, ko razmerje med vsebnostjo Ti in C doseže več kot 4,5, ima dobro odpornost na napetostno korozijo in alkalno krhkost, ker so kisik, dušik in ogljik vsi vezani.
(iv) Dodajanje titana jeklu z masnim deležem kroma 4%-6% izboljša oksidacijsko odpornost jekla pri visokih temperaturah.
⑤ Dodatek titana k jeklu lahko spodbudi nastanek plasti nitriranja in zahtevano trdoto površine je mogoče doseči hitreje. Jekla, ki vsebujejo titan, se imenujejo "jekla za hitro nitriranje" in se lahko uporabljajo za izdelavo visoko natančnih vijakov.
⑥Izboljšajte varljivost nizkoogljičnega manganovega jekla in visoko legiranega nerjavnega natrija.
Uporaba titana v jeklu
①Masni delež titana z več kot 0,025 % se lahko obravnava kot legirni element.
② titan kot legirni element v navadnem nizkolegiranem jeklu, legiranem konstrukcijskem jeklu, legiranem orodnem jeklu, hitroreznem orodnem jeklu, nerjavnem jeklu, kislinsko odpornem jeklu, toplotno odpornem neskorjenem jeklu, zlitinah s trajnimi magneti in litem jeklu se pogosto uporabljajo.
③Titanium je bil uporabljen kot vrsta naprednih materialov, postal je pomemben strateški material, uporaba več kot polovice vesoljske industrije, kot so letalska vesoljska plovila, pogonski stroji.