टाइटेनियम धातु के गुण और कार्य

टाइटेनियम मिश्र धातु एक हल्का, संक्षारण प्रतिरोधी और उच्च शक्ति वाली सामग्री है, और स्मार्टफोन पर इसके परिणामस्वरूप उपयोग से फोन की समग्र ताकत, ड्रॉप प्रतिरोध और खरोंच प्रतिरोध में सुधार हो सकता है। हालाँकि, टाइटेनियम मिश्र धातु को संसाधित करना एक कठिन सामग्री है, और टाइटेनियम मिश्र धातु बेज़ेल्स की शुरूआत सीएनसी प्रौद्योगिकी में एक चुनौती है। हम ऐसा क्यों सोचते हैं कि टाइटेनियम मिश्र धातु एक कठिन-से-मशीन सामग्री है? आइए मिलकर इसके गुणों को पहचानें।
टाइटेनियम आवर्त सारणी में परमाणु क्रमांक 22 वाला एक तत्व है, जो चौथे चक्र का एक उपसमूह तत्व है, यानी समूह IVB, जो टाइटेनियम, ज़िरकोनियम और हेफ़नियम के अलावा अन्य तत्वों का एक समूह है, जिसकी सामान्य विशेषता उच्च गलनांक है और कमरे के तापमान पर इसकी सतह पर एक स्थिर ऑक्साइड फिल्म का निर्माण।
1, कम घनत्व, उच्च शक्ति, विशिष्ट शक्ति
टाइटेनियम का घनत्व 4.51 ग्राम/सेमी3 है, स्टील का 57%, टाइटेनियम एल्यूमीनियम से दो गुना से भी कम भारी है, एल्यूमीनियम से तीन गुना अधिक मजबूत है। टाइटेनियम मिश्र धातु की विशिष्ट शक्ति (शक्ति / घनत्व अनुपात) आमतौर पर उपयोग किए जाने वाले औद्योगिक मिश्र धातुओं में सबसे बड़ी है (तालिका 1 देखें), टाइटेनियम मिश्र धातु की विशिष्ट शक्ति स्टेनलेस स्टील की 3.5 गुना है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु की 1.3 गुना है जो मैग्नीशियम मिश्र धातु की 1.7 गुना है, इसलिए यह एयरोस्पेस उद्योग के लिए आवश्यक संरचनात्मक सामग्री है।
2, उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध
टाइटेनियम की निष्क्रियता एक ऑक्साइड फिल्म की उपस्थिति पर निर्भर करती है, जिसमें कम करने वाले मीडिया की तुलना में ऑक्सीकरण मीडिया में बहुत बेहतर संक्षारण प्रतिरोध होता है। मीडिया को कम करने में उच्च दर का क्षरण होता है। टाइटेनियम कुछ संक्षारक मीडिया, जैसे समुद्री जल, गीली क्लोरीन गैस, क्लोराइट और हाइपोक्लोराइट समाधान, नाइट्रिक एसिड, क्रोमिक एसिड, धातु क्लोराइड, सल्फाइड और कार्बनिक एसिड में खराब नहीं होता है। हालाँकि, ऐसे मीडिया में जो टाइटेनियम के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन उत्पन्न करता है (जैसे हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड), टाइटेनियम में आमतौर पर बड़ी संक्षारण दर होती है। हालाँकि, यदि एसिड में थोड़ी मात्रा में ऑक्सीकरण एजेंट मिलाया जाता है, तो टाइटेनियम की सतह पर एक निष्क्रियता फिल्म बन जाएगी। इसलिए, टाइटेनियम मजबूत सल्फ्यूरिक एसिड-नाइट्रिक एसिड या हाइड्रोक्लोरिक एसिड-नाइट्रिक एसिड मिश्रण में और यहां तक ​​कि मुक्त क्लोरीन युक्त हाइड्रोक्लोरिक एसिड में भी संक्षारण प्रतिरोधी है। टाइटेनियम की सुरक्षात्मक ऑक्साइड फिल्म अक्सर तब बनती है जब धातु पानी का सामना करती है, यहां तक ​​कि पानी या जल वाष्प की थोड़ी मात्रा में भी। यदि पानी की पूर्ण अनुपस्थिति में टाइटेनियम को अत्यधिक ऑक्सीकरण वाले वातावरण में उजागर किया जाता है, तो तेजी से ऑक्सीकरण होता है और हिंसक प्रतिक्रियाएं और यहां तक ​​कि सहज दहन भी अक्सर होता है। ऐसी घटनाएं तब घटित हुई हैं जब टाइटेनियम अतिरिक्त नाइट्रोजन ऑक्साइड युक्त फ्यूमिंग नाइट्रिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करता है, और जब टाइटेनियम सूखी क्लोरीन गैस के साथ प्रतिक्रिया करता है। इसलिए, ऐसी प्रतिक्रियाओं को रोकने के लिए पानी की एक निश्चित मात्रा आवश्यक है।
3, अच्छा गर्मी प्रतिरोध
आमतौर पर एल्युमीनियम 150 डिग्री पर, स्टेनलेस स्टील 310 डिग्री पर यानी मूल प्रदर्शन का नुकसान, और टाइटेनियम मिश्र धातु 500 डिग्री पर या फिर भी अच्छे यांत्रिक गुण बनाए रखते हैं। जब विमान की गति ध्वनि की गति से 2.7 गुना तक पहुंच जाती है, तो विमान संरचना की सतह का तापमान 230 डिग्री तक पहुंच जाता है, एल्यूमीनियम मिश्र धातु और मैग्नीशियम मिश्र धातु का उपयोग नहीं किया जा सकता है, जबकि टाइटेनियम मिश्र धातु आवश्यकताओं को पूरा कर सकते हैं। टाइटेनियम का ताप प्रतिरोध अच्छा है, इसका उपयोग एयरो-इंजन कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड और विमान के पिछले धड़ की त्वचा के लिए किया जाता है।
4, कम तापमान पर अच्छा प्रदर्शन
कुछ टाइटेनियम मिश्र धातुएँ (जैसे Ti-5AI-2.5SnELI) तापमान में कमी और वृद्धि के साथ मजबूत होती हैं, लेकिन प्लास्टिसिटी बहुत कम नहीं होती है, फिर भी कम तापमान पर अच्छी लचीलापन और कठोरता होती है, जो के लिए उपयुक्त है अति-निम्न तापमान में उपयोग करें। शुष्क तरल हाइड्रोजन और तरल ऑक्सीजन रॉकेट इंजन में, या अति-निम्न तापमान कंटेनर और भंडारण बक्से के लिए मानवयुक्त अंतरिक्ष यान में उपयोग किया जा सकता है।
5, गैर-चुंबकीय
टाइटेनियम गैर-चुंबकीय है, इसका उपयोग पनडुब्बी के गोले में किया जाता है, इससे खदानों में विस्फोट नहीं होगा।
6, छोटी तापीय चालकता
टाइटेनियम की तापीय चालकता छोटी है, स्टील की केवल 1/5, एल्यूमीनियम की 1/13, तांबे की 1/25। खराब तापीय चालकता टाइटेनियम का एक नुकसान है, लेकिन कुछ अवसरों पर आप टाइटेनियम की इस सुविधा का उपयोग कर सकते हैं।
7, लोच का कम मापांक
टाइटेनियम का लोच मापांक स्टील का केवल 55% है, एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में, लोच का कम मापांक एक नुकसान है।
8, तन्य शक्ति और उपज शक्ति बहुत करीब है
Ti{0}}AI-4V टाइटेनियम मिश्र धातु की तन्य शक्ति 960MPa, उपज शक्ति 892MPa, दोनों के बीच अंतर केवल 58MPa है।
9, उच्च तापमान पर टाइटेनियम आसानी से ऑक्सीकृत हो जाता है
हाइड्रोजन और ऑक्सीजन के मजबूत संयोजन के साथ टाइटेनियम, हमें ऑक्सीकरण और हाइड्रोजन अवशोषण को रोकने पर ध्यान देना चाहिए। संदूषण को रोकने के लिए टाइटेनियम वेल्डिंग को आर्गन संरक्षण के तहत किया जाना चाहिए। टाइटेनियम ट्यूबों और प्लेटों को वैक्यूम के तहत हीट-ट्रीट किया जाना चाहिए, सूक्ष्म-ऑक्सीकरण वातावरण को नियंत्रित करने के लिए टाइटेनियम फोर्जिंग हीट ट्रीटमेंट।
10, कम भिगोना प्रतिरोध
टाइटेनियम और अन्य धातु सामग्री (तांबा, स्टील) से बनी घड़ी के समान आकार और माप से, प्रत्येक घड़ी को समान बल से खटखटाने पर पता चलेगा कि टाइटेनियम से बनी घड़ी लंबे समय तक ध्वनि तक दोलन करती है, अर्थात, घड़ी को दी गई ऊर्जा गायब होना आसान नहीं है, इसलिए हम कहते हैं कि टाइटेनियम का भिगोना प्रदर्शन कम है।