Titāns: tehnoloģiju zvaigzne un pielietojuma pionieris tērauda veiktspējas revolūcijā

Tērauds un titāns ir plaši izmantoti metāli ražošanā, jo tiem ir lieliska izturība, cietība un citas fizikālās un mehāniskās īpašības.
Tērauds ir dzelzs un oglekļa sakausējums, kura oglekļa saturs svārstās no 0,2% līdz 2,1% no svara. Lai gan dzelzs un ogleklis ir galvenās sastāvdaļas, tajā var būt neliels daudzums citu elementu, piemēram, mangāna, silīcija un fosfora. Ir vairāki tērauda veidi, kas iedalīti kategorijās pēc oglekļa satura, sakausējuma elementiem un termiskās apstrādes procesiem. Tajos ietilpst vieglais tērauds, nerūsējošais tērauds un augstas stiprības mazleģētais tērauds. Tērauds ir pazīstams ar savu izturību, izturību un daudzpusību, kas padara to piemērotu plašam lietojumu klāstam. Tās izmantošana aptver visu, sākot no būvniecības un automašīnām līdz instrumentiem un galda piederumiem.
Titāns ir ķīmisks elements ar simbolu Ti atomskaitli 22. Tas ir spīdīgs pārejas metāls ar sudrabainu krāsu, zemu blīvumu un augstu stiprību. Lai gan tas ir tikpat stiprs kā tērauds, tas ir ievērojami mazāk blīvs, padarot to par izvēlētu metālu lietojumos, kur izturības un svara attiecība ir kritiska.

Neleģētā stāvoklī titāns ir tikpat stiprs kā daži tēraudi, bet mazāk blīvs. Leģējot ar citiem elementiem, piemēram, alumīniju un vanādiju, to var ievērojami nostiprināt. Divi galvenie titāna izmantošanas veidi ir aviācija (lidmašīnās, kosmosa kuģos un raķetes) un rūpniecībā, jo tas ir viegls, izturīgs un izturīgs pret koroziju pat augstā temperatūrā.
I. Titāna ietekme uz tērauda mikrostruktūru un termisko apstrādi
① Titānam un slāpeklim, skābeklim, ogleklim ir ļoti spēcīga afinitāte, tas ir labs deoksidējošs un degazēšanas līdzeklis, kā arī slāpekļa un oglekļa efektīvu elementu fiksācija.
② titāna un oglekļa savienojumu (TiC) kombinācija ir ārkārtīgi spēcīga, augsta stabilitāte, tikai uzkarsēta līdz vairāk nekā 1000 grādiem, tā lēnām izšķīst cietā dzelzs šķīdumā, TiC daļiņām ir jānovērš tērauda graudu augšana un lomas rupjība.
(iii) Titāns ir viens no spēcīgajiem ferītu veidojošajiem elementiem, tāpēc austenīta fāzes apgabals ir sašaurināts. Titāns cietā šķīdumā, lai uzlabotu tērauda rūdāmību, savukārt TiC daļiņu klātbūtne samazina tērauda rūdāmību.
④ Kad titāna saturs sasniedz noteiktu vērtību, TiFe2 difūzo nokrišņu dēļ var rasties nokrišņu sacietēšana.
Otrkārt, titāna ietekme uz tērauda mehāniskajām īpašībām
① Ja titāns ir cietā ferīta šķīdumā, tā stiprinošais efekts ir lielāks nekā alumīnijam, mangānam, niķelim, molibdēnam utt., kam seko berilijs, fosfors, varš, silīcijs.
② Titāna ietekme uz tērauda mehāniskajām īpašībām ir atkarīga no formas, kādā tas pastāv, no Ti un C satura attiecības un termiskās apstrādes metodes. Titāna masas daļu no {{0}},03% līdz 0,1% no tecēšanas robežas var uzlabot, bet, ja Ti un C satura attiecība ir lielāka par 4, tā stiprība un stingrība strauji samazinās.
(iii) Titāns uzlabo izturību un šļūdes izturību.
(iv) Titānam ir uzlabojoša ietekme uz tērauda stingrību, īpaši zemas temperatūras triecienizturību.
Treškārt, titāns par tērauda ietekmes fizikālajām, ķīmiskajām un procesa īpašībām
①Uzlabojiet tērauda stabilitāti augstā temperatūrā, augstā spiedienā un ūdeņražā.
② titāns var uzlabot nerūsējošā skābes izturīga tērauda izturību pret koroziju, īpaši izturību pret starpkristālu koroziju.
③ Tēraudam ar zemu oglekļa saturu, kad Ti un C satura attiecība sasniedz vairāk nekā 4,5, tam ir laba izturība pret spriedzes koroziju un sārmu trauslumu, jo skābeklis, slāpeklis un ogleklis ir fiksēti.
(iv) Titāna pievienošana tēraudam, kura hroma masas daļa ir 4%-6%, uzlabo tērauda izturību pret oksidēšanu augstās temperatūrās.
⑤ Titāna pievienošana tēraudam var veicināt nitrēšanas slāņa veidošanos, un nepieciešamo virsmas cietību var iegūt ātrāk. Titānu saturošus tēraudus sauc par "ātrās nitrēšanas tēraudiem", un tos var izmantot augstas precizitātes skrūvju ražošanai.
⑥ Uzlabojiet zema oglekļa mangāna tērauda un augsta leģētā nerūsējošā nātrija metināmību.
Titāna pielietojums tēraudā
①Titāna masas daļu, kas lielāka par 0,025%, var uzskatīt par leģējošu elementu.
② titāns kā leģējošais elements parastajā mazleģētā tēraudā, leģētā konstrukcijas tēraudā, leģētā instrumentu tēraudā, ātrgaitas instrumentu tēraudā, nerūsējošajā tēraudā, skābes izturīgā tēraudā, karstumizturīgā tēraudā, kas izturīgs pret ādu, pastāvīgo magnētu sakausējumos un lietajā tēraudā tiek plaši izmantoti.
③ Titāns ir izmantots kā dažādi uzlaboti materiāli, kļuvis par svarīgu stratēģisku materiālu, izmanto vairāk nekā pusi aviācijas un kosmosa nozares, piemēram, aviācijas kosmosa kuģus, enerģijas iekārtas.