طبقه بندي آلياژهاي تيتانيم آلياژهاي تيتانيم برحسب فازهاي موجود در ساختار آنها طبقه بندي مي شوند. آلياژهايي كه بيشتر از فاز a تشكيل شده اند، آلياژهاي aناميده مي شوند، در حالي كه آلياژهايي كه اساساً داراي فازa با مقدار كمي عناصر پايداركننده B باشند به نام آلياژهاي نزديك به تيتانيم _a ناميده مي شوند. آلياژهايي كه شامل مخلوط فاز a و B مي باشند. به عنوان آلياژ B + a ناميده مي شوند. بالاخره آلياژهاي تيانيم كه فاز B بعد از سركردن از دماي عمليات حل سازي در دماي اتاق پايدار شده است به عنوان آلياژ B طبقه بندي مي شوند.
آلياژهاي تيتانيم a . به طور كلي بر روي آلياژهاي a و نزديك a نمي توان عمليات گرمايي وجوشكاري انجام داد، اين آلياژها داراي استحكام متوسط، چقرمگي خوب و مقاومت خزشي خوب در دماي بالا مي باشند.
آلياژهاي تيتانيم B + a . با عمليات گرمايي مي توان استحكام اغلب آلياژهاي a + B را تا حد متوسطي افزايش داد. سطح استحكام آنها متوسط به بالاست، آنها خواص شكل پذيري خوبي نيز دارند ولي در دماهاي زياد مقاومت خزشي مطلوبي مثل مقاومت خزشي آلياژهاي a و نزديك a ندارند.
آلياژهاي B . با عمليات گرمايي مي توان استحكام آلياژهاي غني از B را تا حد خيلي زيادي افزايش داد و نيزتا حدودی اين آلياژها راشكل پذيرکرد. اما، چگالي نسبتاً زيادي دارند و وقتي استحكام زيادي داشته باشند شكل پذيري آنها كم است. براثر اين معايب، در حال حاضر كاربرد زيادي ندارند.
آلياژهاي تيتانيم
تركيب شيميايي و كاربردهاي خاص به دليل Ti-%5Al-%2/5Sn امروزه تنها يك آلياژ مهم تمام وجود دارد كه كاربرد تجارتي دارد، و تركيب اسمي آن آلومينيم و قلع هر دو پايداركننده در تيتانيم مي باشند، اين آلياژ تمام است آلومينيم يكي از مهمترين عناصر آلياژي براي تيتانيم به شمار مي رود زيرا استحكام آن را تشكيل محلول جامد افزايش داده Ti-%5Al-%2/5Sn و چگالي آن را نيز كاهش مي دهد. به آلياژ قلع مي افزايند زيرا با ايجاد محلول جامد موجب افزايش استحكام مي شود. اكسيژن، كه تا حدودي در تمام آلياژهاي تيتانيم وجود دارد، نيز مثل آلومينيم پايداركننده قوي a است و استحكام تيتانيم را افزايش مي دهد. با وجود اين، مثل تمام عناصر بين نشين در تيتانيم، اكسيژن شكل پذيري آن را كاهش مي دهد و بنابراين يك آلياژ مخصوص كم اكسيژن Ti%5Al-%2/5Sn براي كاربردهايي بوجود آمد كه نياز به شكل پذيري خوب در دماي پايين دارند. آلياژ قابل جوشكاري است و پايداري و مقاومت به اكسايش خوبي در دماي بالا دارد. با وجود اين، استحكام آن متوسط است.
ريزساختار ، آلياژهاي تيتانيم تمام ساختار بلوري را دارند. ممكن است بر اثر حضور ناخالصيهاي پايداركننده B مثل آهن، نيز وجود داشته باشد. ذرات ريز فاز B رادرساختارتمام a وجود داشته باشد.
آلومينيم مهمترين عنصر آلياژي جانشيني در تيتانيم a مي باشد زيرا به مقدار زيادي فاز a را پايدار مي كند، در حالي كه استحكام تيتانيم را افزايش و چگالي آن را كاهش مي دهد. با وجود اين، مقدار آلومينيمي كه براي تيتانيم به كار مي رود به 5 تا 6% وزني محدود مي شود چون باعث شکنندگی آلیاژ می شود افزايش قلع، زيركونيم و اكسيژن (اغلب به صورت ناخالصي وجود دارند) نيز فاز aرا در تيتانيم پايدار مي كند و استحكام فلز را افزايش مي دهد. طبق نظريه روزنبرگ حداكثر آلومينيم معادل اين عناصر آلياژي كه بايد به تيتانيم اضافه شوند تا از تشكيل زياد فاز 2 جلوگيري كند برابر است با :
کاربرد خاص
شرایط
آلیاژهای تیتانیم
فلز قابل جوشکاری برای آهنگری و قسمتهای صفحات فلزی مثل موتور هواپیما، تیغه های توربین بخار،مقاومت خوب در برابراکسایش واستحکام خوب در600تا1100 درجه فارنهایت،پایداری خوب در دمای بالا
تابکاری شده
5%Al2.5%Sn
درجه مخصوص برای ظروف سرما زا با فشار بالا که تحت 423 درجه فارنهایت کار میکنند.
تابکاری شده
5%Al2.5%Sn (با اکسیژن کم)
جد ول 2- ترکیب شیمیایی و کاربرد های خاص آلیاژهای تیتانیم a
آلياژهاي تيتانيم B +a
تركيب شيميايي و كاربرد خاص در اين طبقه از آلياژهاي تيتانيم، يك يا چند عنصر پايداركننده B به مقدار كافي وجود دارد تا در دماي اتاق مقدار چشمگيري فاز B نگه داشته شود، و درنتيجه ساختار B + a ايجاد شود. براي افزايش استحكام آلياژهاي تيتانيم a + B مي توان عمليات حل سازي، آب دادن و پيرسازي را انجام داد. این آلیاژ مهمترين و پركاربردترين آلياژ تيتانيم مي باشد كه در سال Ti-%6AL-%4V 1978، 55% بازار تيتانيم را به خود اختصاص داده بود. اين آلياژ را مي توان به آساني جوشكاري، آهنگري و ماشينكاري كرد و در انواع مختلف محصولات از قبيل ورق، اكستروژن، سيم و ميله موجود است. این آلياژ در صنايع نظامي نيز به كار مي رود. اين آلياژ قابليت عمليات گرمايي براي رسيدن به حداكثر استحكام را دارد (165) و از ديدگاه متالورژي تا ْ482 پايدار است. يكي از معايب اين آلياژ سختي پذيري كم است و فقط مقاطعي را كه تا يك اينچ ضخامت دارند مي توان كاملاً سخت كرد.
Click this bar to view the original image of 748x850px.
آلياژهاي تيتانيم B
تركيب شيميايي و كاربردهاي خاص اگر مقدار كافي از عناصر پايداركننده B به تيتانيم افزوده شود پس از آب دهي ساختاري كامل از از نيمه پايدار Bدر دماي اتاق به دست مي آيد و حتي گاهي پس از سرد شدن در هوا. عناصر آلياژي اصلي براي تيتانيمB عبارت است از واناديم، موليبدن، كرم و آهن. گاهي زيركوئيم افزوده مي شود، زيرا موجب افزايش استحكام در فاز B و a مي شود. همچنين به اغلب اين آلياژها آلومينوم نيز اضافه مي شود، زيرا آلومينيم وزن مخصوص را كم مي كند، مقداري سختي محلول جامد به وجود مي آورد و مقاومت با اكسايش را بهتر مي كند. تركيب شيميايي و كاربردهاي خاص آلياژهاي تيتانيم B متداول در جدول( 5 ) آمده است. آلياژهاي تيتانيم B ، به دليل داشتن ساختار بلوري مکعب مرکز دار، در شرايط حل سازي شده و آب دهي شده به آساني كار سرد مي شوند و مي توانند براي ايجاد استحكامهاي بيشتر بلافاصله پير شوند. اما چگالي آنها نسبتاً زياد است زيرا درصد فلزات سنگيني چون واناديم و موليبدن زياد است. وقتي استحكام زياد باشد اين آلياژها شكل پذيري كمي دارند. در مقاطع ضخيم، اندازه دانه بزرگ و جدايش شيميايي صورت مي گيرد، كه منجر به شكل پذيري كم در كشش و عمر كم در خستگي مي شود. درنتيجه، آلياژهاي تيتانيم B نيمه پايدار در حال حاضر كاربرد زيادي ندارند.
تركيب آلياژ
موارد استفاده
%13V,%11Cr%3Al
بستهاي پراستحكام، قطعات هوا و فضا، صفحات شبكه اي، (شكلپذيري خوب و قابليت عمليات گرمايي).
%8Mo,%8V,%Fe,%3Al
قطعات و صفحات با استحكام و چقرمگي زياد در هواپيما، بستها و قطعات آهنگري شده.
%3Al,%8V,%6Cr,%4Mo,%4Zr
بستهاي پراستحكام، ميله هاي پيچشي، قطعات هوا و فضا
%11/5Mo,%6Zr,%4/5Sn
قسمتهايي كه مستلزم شكلپذيري و مقاومت در برابر خوردگي اند، بستهاي پراستحكام، قسمتهاي صفحه اي پراستحكام هواپيما.
عضو شوید
عضویت سریع
آمار مطالب
آمار بازدید
