Pengaruh Dan Penggunaan Titanium dalam Keluli

Keluli dan titanium adalah logam yang biasa digunakan dalam pembuatan kerana kekuatannya yang sangat baik, kekerasan dan sifat fizikal dan mekanikal yang lain.

Keluli ialah aloi besi dan karbon, dengan kandungan karbon antara 0.2% hingga 2.1% mengikut berat. Walaupun besi dan karbon adalah juzuk utama, sejumlah kecil unsur lain seperti mangan, silikon dan fosforus mungkin ada. Terdapat beberapa jenis keluli, dikategorikan mengikut kandungan karbon, unsur mengaloi dan proses rawatan haba. Ini termasuk keluli lembut, keluli tahan karat dan keluli aloi rendah berkekuatan tinggi. Keluli terkenal dengan kekuatan, ketahanan dan serba boleh, yang menjadikannya sesuai untuk pelbagai aplikasi. Penggunaannya meliputi segala-galanya daripada pembinaan dan kereta kepada alatan dan kutleri.

Titanium ialah unsur kimia dengan simbol Ti dan nombor atom 22. ia adalah logam peralihan berkilat dengan warna keperakan, ketumpatan rendah dan kekuatan tinggi. Walaupun ia sekuat keluli, ia adalah kurang tumpat, menjadikannya logam pilihan untuk aplikasi di mana nisbah kekuatan kepada berat adalah kritikal.

Dalam keadaan tidak berlodi, titanium adalah sekuat beberapa keluli tetapi kurang tumpat. Apabila dialoi dengan unsur lain seperti aluminium dan vanadium, ia boleh dikuatkan dengan ketara. Dua kegunaan utama titanium ialah aeroangkasa (kapal terbang, kapal angkasa, dan peluru berpandu) dan aplikasi perindustrian kerana ia ringan, kuat, dan tahan terhadap kakisan walaupun pada suhu tinggi.

I. Titanium pada struktur mikro keluli dan kesan rawatan haba

① titanium dan nitrogen, oksigen, karbon mempunyai pertalian yang kuat, adalah penyahoksida yang baik dan nitrogen tetap, unsur karbon berkesan.

② titanium dan sebatian karbon (TiC) daya ikatan adalah sangat kuat, kestabilan yang tinggi, hanya dipanaskan kepada lebih daripada 1000 darjah perlahan-lahan akan larut ke dalam larutan pepejal besi, zarah TiC perlu menghalang pertumbuhan bijirin keluli dan kekasaran peranan.

(iii) Titanium ialah salah satu unsur pembentuk ferit yang kuat, supaya kawasan fasa austenit menjadi sempit. Titanium dalam larutan pepejal untuk meningkatkan kebolehkerasan keluli, manakala kehadiran zarah TiC adalah untuk mengurangkan kebolehkerasan keluli.

④ kandungan titanium mencapai nilai tertentu, kerana pemendakan meresap TiFe2, boleh menghasilkan kesan pengerasan pemendakan.

Kedua, pengaruh titanium pada sifat mekanikal keluli

① Apabila titanium wujud dalam larutan pepejal dalam ferit, kesan pengukuhannya lebih tinggi daripada aluminium, mangan, nikel, molibdenum, dsb., diikuti dengan berilium, fosforus, tembaga, silikon.

② Kesan titanium pada sifat mekanikal keluli bergantung pada bentuk di mana ia wujud, nisbah kandungan Ti dan C, dan kaedah rawatan haba. Pecahan jisim titanium {{0}}.03% hingga 0.1% daripada kekuatan hasil boleh dipertingkatkan, tetapi apabila nisbah kandungan Ti dan C lebih daripada 4, kekuatan dan keliatannya menurun dengan mendadak.

(iii) Titanium meningkatkan kekuatan berkekalan dan rintangan rayapan.

④ titanium pada keliatan keluli, terutamanya keliatan impak suhu rendah telah bertambah baik.

Ketiga, titanium pada sifat fizikal, kimia dan proses pengaruh keluli

① Meningkatkan kestabilan keluli dalam suhu tinggi, tekanan tinggi, hidrogen.

② titanium boleh meningkatkan rintangan kakisan keluli tahan asid tahan karat, terutamanya rintangan kakisan antara butiran.

③ Dalam keluli karbon rendah, apabila nisbah kandungan Ti dan C mencapai 4.5 atau lebih, ia mempunyai ketahanan yang baik terhadap kakisan tegasan dan kerapuhan alkali kerana oksigen, nitrogen dan karbon semuanya tetap.

④ Menambah titanium pada keluli dengan pecahan jisim kromium sebanyak 4%-6% meningkatkan rintangan pengoksidaan keluli pada suhu tinggi.

⑤ Penambahan titanium kepada keluli boleh menggalakkan pembentukan lapisan nitriding, dan kekerasan permukaan yang diperlukan boleh diperolehi dengan lebih cepat. Keluli yang mengandungi titanium dipanggil "keluli nitriding pantas" dan boleh digunakan untuk mengeluarkan skru berketepatan tinggi.

Meningkatkan kebolehkimpalan keluli mangan rendah karbon dan natrium tahan karat aloi tinggi.

Penggunaan titanium dalam keluli

① pecahan jisim titanium lebih daripada 0.025% boleh dianggap sebagai unsur pengaloian.

② titanium sebagai unsur mengaloi dalam keluli aloi rendah biasa, keluli struktur aloi, keluli alat aloi, keluli alat berkelajuan tinggi, keluli tahan karat, keluli tahan asid, keluli tidak berkulit tahan haba, aloi magnet kekal dan keluli tuang digunakan secara meluas.

③Titanium telah digunakan sebagai pelbagai bahan termaju, menjadi bahan strategik yang penting, penggunaan lebih separuh daripada industri aeroangkasa, seperti kapal angkasa penerbangan, jentera kuasa.