Titaniwm: seren dechnolegol ac arloeswr cymhwysiad y chwyldro perfformiad dur

Mae dur a thitaniwm yn fetelau a ddefnyddir yn gyffredin mewn gweithgynhyrchu oherwydd eu cryfder rhagorol, eu caledwch a'u priodweddau ffisegol a mecanyddol eraill.
Mae dur yn aloi haearn a charbon, gyda chynnwys carbon yn amrywio o 0.2% i 2.1% yn ôl pwysau. Er mai haearn a charbon yw'r prif gyfansoddion, gall symiau bach o elfennau eraill fel manganîs, silicon a ffosfforws fod yn bresennol. Mae yna sawl math o ddur, wedi'u categoreiddio yn ôl cynnwys carbon, elfennau aloi a phrosesau trin gwres. Mae'r rhain yn cynnwys dur ysgafn, dur di-staen a dur aloi isel cryfder uchel. Mae dur yn adnabyddus am ei gryfder, ei wydnwch a'i amlochredd, sy'n ei gwneud yn addas ar gyfer ystod eang o gymwysiadau. Mae ei ddefnyddiau yn cynnwys popeth o adeiladu a cherbydau modur i offer a chyllyll a ffyrc.
Mae titaniwm yn elfen gemegol gyda'r symbol Ti rhif atomig 22. Mae'n fetel trawsnewid sgleiniog gyda lliw ariannaidd, dwysedd isel, a chryfder uchel. Er ei fod mor gryf â dur, mae'n llawer llai trwchus, gan ei wneud yn fetel o ddewis ar gyfer cymwysiadau lle mae cymhareb cryfder-i-bwysau yn hanfodol.

Yn ei gyflwr heb ei aloi, mae titaniwm mor gryf â rhai dur ond yn llai trwchus. Pan gaiff ei aloi ag elfennau eraill fel alwminiwm a vanadium, gellir ei gryfhau'n sylweddol. Y ddau brif ddefnydd o ditaniwm yw awyrofod (awyrennau, llongau gofod, a thaflegrau) a chymwysiadau diwydiannol oherwydd ei fod yn ysgafn, yn gryf, ac yn gallu gwrthsefyll cyrydiad hyd yn oed ar dymheredd uchel.
I. Dylanwad titaniwm ar ficrostrwythur a thriniaeth wres o ddur
① Mae gan titaniwm a nitrogen, ocsigen, carbon affinedd cryf iawn, mae'n asiant deoxidizing a degassing da ac yn sefydlogi elfennau nitrogen a charbon effeithiol.
② titaniwm a charbon cyfansoddion (TiC) cyfuniad yn hynod o gryf, sefydlogrwydd uchel, dim ond gwresogi i fwy na 1000 gradd fydd yn toddi yn araf i mewn i hydoddiant solet o haearn, gronynnau TiC yn gorfod atal y twf grawn dur a brashau'r rôl.
(iii) Mae titaniwm yn un o'r elfennau cryf sy'n ffurfio ferrite, fel bod rhanbarth y cyfnod austenit yn cael ei gulhau. Titaniwm mewn datrysiad solet i wella caledwch dur, tra bod presenoldeb gronynnau TiC i leihau caledwch dur.
④ Pan fydd y cynnwys titaniwm yn cyrraedd gwerth penodol, gall caledu dyddodiad ddigwydd oherwydd dyddodiad gwasgaredig TiFe2.
Yn ail, dylanwad titaniwm ar briodweddau mecanyddol dur
① Pan fydd titaniwm yn bodoli mewn hydoddiant solet yn y ferrite, mae ei effaith gryfhau yn uwch nag alwminiwm, manganîs, nicel, molybdenwm, ac ati, ac yna berylliwm, ffosfforws, copr, silicon.
② Mae effaith titaniwm ar briodweddau mecanyddol dur yn dibynnu ar y ffurf y mae'n bodoli, cymhareb cynnwys Ti a C, a'r dull trin gwres. Gellir gwella ffracsiwn màs titaniwm o {{0}}.03% i 0.1% o gryfder y cynnyrch, ond pan fydd cymhareb cynnwys Ti a C yn fwy na 4, mae ei gryfder a'i galedwch yn dirywio'n sydyn.
(iii) Mae titaniwm yn gwella'r cryfder parhaus a'r gwrthiant ymgripiad.
(iv) Mae titaniwm yn cael effaith well ar wydnwch dur, yn enwedig y gwydnwch effaith tymheredd isel.
Yn drydydd, titaniwm ar briodweddau ffisegol, cemegol a phroses dylanwad dur
①Gwella sefydlogrwydd dur mewn tymheredd uchel, pwysedd uchel a hydrogen.
Gall ② titaniwm wella ymwrthedd cyrydiad dur di-staen sy'n gwrthsefyll asid, yn enwedig y gallu i wrthsefyll cyrydiad rhynggroenol.
③ Mewn dur carbon isel, pan fydd cymhareb cynnwys Ti a C yn cyrraedd mwy na 4.5, mae ganddo wrthwynebiad da i gyrydiad straen ac embrittlement alcali oherwydd bod ocsigen, nitrogen a charbon i gyd yn sefydlog.
(iv) Mae ychwanegu titaniwm at ddur â ffracsiwn màs cromiwm o 4%-6% yn gwella ymwrthedd ocsideiddio dur ar dymheredd uchel.
⑤ Gall ychwanegu titaniwm i ddur hyrwyddo ffurfio haen nitriding, a gellir cael y caledwch wyneb gofynnol yn gyflymach. Gelwir duroedd sy'n cynnwys titaniwm yn "duriau nitriding cyflym" a gellir eu defnyddio i gynhyrchu sgriwiau manwl uchel.
⑥ Gwella weldadwyedd dur manganîs carbon isel a sodiwm di-staen aloi uchel.
Cymhwyso titaniwm mewn dur
① Gellir ystyried ffracsiwn màs titaniwm o fwy na 0.025% fel elfen aloi.
② titaniwm fel elfen aloi mewn dur aloi isel cyffredin, dur strwythurol aloi, dur offer aloi, dur offer cyflym, dur di-staen, dur sy'n gwrthsefyll asid, dur di-groen sy'n gwrthsefyll gwres, aloion magnet parhaol, a dur bwrw yn cael eu defnyddio'n eang.
③ Titaniwm wedi cael ei ddefnyddio fel amrywiaeth o ddeunyddiau uwch, dod yn ddeunyddiau strategol pwysig, y defnydd o fwy na hanner y diwydiant awyrofod, megis awyrennau llong ofod, peiriannau pŵer.