در زمینه مواد صنعتی ، دو بستر مهم فلزی ، ورق تیتانیوم خالص و آهنگسازیورق تیتانیوم ، تفاوت معنی داری در ترکیب عناصر ، خصوصیات فیزیکی و کاربردهای مهندسی دارد. در این مقاله ، ویژگی های این دو نوع مواد مبتنی بر تیتانیوم و سناریوهای کاربردی آنها از دیدگاه علم مادی عمیقاً مورد تجزیه و تحلیل قرار می گیرد.


مقایسه ترکیب مواد و ریزساختار
-
برگه تیتانیوم خالص (درجه 1-4)
تولید شده توسط تیتانیوم خالص صنعتی ، محتوای تیتانیوم بیشتر از یا مساوی 99 است. {1}}} مطابق با استانداردهای ASTM ، به چهار درجه تقسیم می شود. ساختار کریستالی آن عمدتاً ساختار شش ضلعی (فاز) بسته بندی شده نزدیک است ، با خصوصیات ناهمسانگرد. عناصر ناخالصی معمولی شامل اکسیژن ، آهن ، کربن و نیتروژن است که از جمله آن میزان اکسیژن تأثیر معنی داری بر قدرت مواد دارد.
-
ورق تیتانیوم کامپوزیت
It is produced by multi-component alloying process, which is mainly divided into + biphase alloy (such as Ti-6Al-4V) and phase alloy (such as Ti-15V-3Cr-3Sn-3Al). محتوای عناصر آلیاژ معمولاً استبین 5-15 ٪. تقویت محلول جامد و تقویت تحول فاز با افزودن AL ، V ، MO ، NB و سایر عناصر حاصل می شود.
مقایسه پارامترهای ویژگی های مکانیکی
از طریق تجزیه و تحلیل داده های تجربی ، شاخص های کلیدی عملکرد دو نوع مواد به طور قابل توجهی متفاوت هستند.
|
شاخص های عملکردی |
ورق تیتانیوم خالص |
Ti -6 al {1}}} ورق تیتانیوم vComposite |
|
قدرت پسوند (MPA) |
240-550 |
895-930 |
|
قدرت عملکرد (MPA) |
170-485 |
825-869 |
|
کشیدگی (٪) |
15-24 |
10-15 |
|
مدول خاصیت ارتجاعی (GPA) |
102-110 |
110-114 |
|
قدرت خستگی (MPA |
200-300 |
500-600 |
|
شکستن سرسختی (MPA√M) |
40-60 |
50-80 |
تجزیه و تحلیل سناریوهای برنامه مهندسی
کاربردهای معمولی ورق تیتانیوم خالص
- تجهیزات شیمیایی: آستر سلول الکترولیتی صنعتی کلر-آلکالی (Annual نرخ خوردگی <0. 05mm)
- مهندسی دریایی: صفحه لوله گیاه آب نمک زدایی آب دریا (عمر خدمات> 20 سال)
- ایمپلنت های پزشکی: صفحات تثبیت ارتوپدی (ISO {0}}} سازگاری بیوجهی معتبر)
- زمینه ساخت و ساز: سیستم دیواری پرده ساختمان ساحلی (تست اسپری نمک> 5000H)
کاربردهای ورق تیتانیوم کامپوزیت
- هوافضا: تیغه های کمپرسور موتور (دمای عملیاتیE 450-500 درجه)
- تجهیزات پزشکی: قطعاتی از اتصالات مصنوعی (نرخ سایش <{0}}}. 1mm³/mc)
- تجهیزات ورزشی: قاب های دوچرخه درجه مسابقه (قدرت خاص تا 300kn · m/kg)
- تجهیزات نظامی: پوسته های فشار زیر دریایی (عمق غوطه وری بیشتر از یا مساوی با 500 متر)
تفاوت فرآیند درمان سطح
ورق های تیتانیوم خالص اکثراً آنودایز شده اند (ولتاژ 80-100 v) برای شکل گیری 5-20فیلم اکسید μm و سختی سطح می تواند به HV800 برسد. تیتانیوم کامپوزیت اوET باید با انفجار شات تقویت شود (قطر شات 0. 3-0. 6mm) ، و استرس فشاری باقیمانده سطح می تواند به MPA {3}} برسد ، که به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خستگی را بهبود می بخشد.
خصوصیات پردازش جوشکاری
جوشکاری ورق های خالص تیتانیوم باید به شدت در محیط کنترل شوداز 99.999 ٪ خلوص آرگون ، و عرض منطقه تحت تأثیر گرما در مورد {2} mm mm است. ورق های تیتانیوم کامپوزیت باید توسط پرتو الکترونی جوش داده شود. درجه خلاء <5 × 10 ⁻³pa ، سرعت جوشکاری 5 {5 mm mm /s است و بازپرداخت تسکین استرس باید پس از جوشکاری در 550 درجه /4 ساعت انجام شود.
تجزیه و تحلیل هزینه
داده های فعلی بازار نشان می دهد که هزینه مواد اولیه برگه های تیتانیوم کامپوزیت در مورد {0}} بار استبالاتر از ورق های تیتانیوم خالص ، اما به دلیل مزایای قدرت آن ، می توان مصرف مواد را با همان شرایط تحمل بار کاهش داد. تجزیه و تحلیل هزینه چرخه زندگی نشان می دهد که استفاده از ورق های تیتانیوم کامپوزیت در زمینه های تجهیزات با کیفیت بالا اقتصاد بهتری دارد.
با توسعهفناوری آماده سازی مواد ، مواد آلیاژ جدید تیتانیوم مانند Ti -5553 (Ti {1}} al -5 mo {{} {-3 cr) به یک پیشرفت قدرت از 1200mpa اضافه می کنند ، و از نظر سنتی با افزایش سنتی از nanecritionstallinestallinestalline stally stally adfinion staturecronation staturecronystalline stally adfinion stally that that as ated that jly innocration of that as as as at incration stally that jout jostrone jly ancration of nanocrion innocrition of nanocrion stally adiiz مهندسان مواد باید بر اساس الزامات شرایط خاص کار و تعادل جامع بین مقاومت در برابر خوردگی ، استحکام و هزینه ، یک راه حل بهینه بهتر را انتخاب کنند.











