Titan: tehnološka zvijezda i pionir primjene revolucije performansi čelika

Čelik i titan često su korišteni metali u proizvodnji zbog svoje izvrsne čvrstoće, tvrdoće i drugih fizičkih i mehaničkih svojstava.
Čelik je legura željeza i ugljika, s udjelom ugljika u rasponu od 0,2% do 2,1% težine. Iako su željezo i ugljik glavni sastojci, male količine drugih elemenata kao što su mangan, silicij i fosfor mogu biti prisutne. Postoji nekoliko vrsta čelika, kategoriziranih prema sadržaju ugljika, legirajućim elementima i postupcima toplinske obrade. To uključuje meki čelik, nehrđajući čelik i niskolegirani čelik visoke čvrstoće. Čelik je poznat po svojoj čvrstoći, izdržljivosti i svestranosti, što ga čini pogodnim za širok raspon primjena. Njegova uporaba pokriva sve, od građevinarstva i automobila do alata i pribora za jelo.
Titan je kemijski element sa simbolom Ti atomskim brojem 22. to je sjajni prijelazni metal srebrnaste boje, male gustoće i velike čvrstoće. Iako je čvrst kao čelik, znatno je manje gust, što ga čini metalom izbora za primjene gdje je omjer čvrstoće i težine kritičan.

U svom nelegiranom stanju, titan je jak kao neki čelici, ali je manje gust. Kada se legira s drugim elementima kao što su aluminij i vanadij, može se značajno ojačati. Dvije glavne namjene titana su zrakoplovne (avioni, svemirske letjelice i projektili) i industrijske primjene jer je lagan, jak i otporan na koroziju čak i pri visokim temperaturama.
I. Utjecaj titana na mikrostrukturu i toplinsku obradu čelika
① Titan i dušik, kisik, ugljik imaju vrlo jak afinitet, dobro su sredstvo za deoksidaciju i degazaciju te učinkovite elemente za fiksaciju dušika i ugljika.
② kombinacija spojeva titana i ugljika (TiC) je izuzetno jaka, visoka stabilnost, samo zagrijana na više od 1000 stupnjeva polako će se otopiti u krutu otopinu željeza, čestice TiC moraju spriječiti rast čeličnih zrna i ogrubljivanje uloge.
(iii) Titan je jedan od jakih elemenata koji stvaraju ferit, tako da je područje austenitne faze suženo. Titan u čvrstoj otopini poboljšava prokaljivost čelika, dok prisutnost TiC čestica smanjuje prokaljivost čelika.
④ Kada sadržaj titana dosegne određenu vrijednost, može doći do precipitacijskog otvrdnjavanja zbog difuznog taloženja TiFe2.
Drugo, utjecaj titana na mehanička svojstva čelika
① Kada titan postoji u čvrstoj otopini u feritu, njegov učinak ojačanja je veći od aluminija, mangana, nikla, molibdena itd., nakon čega slijede berilij, fosfor, bakar, silicij.
② Učinak titana na mehanička svojstva čelika ovisi o obliku u kojem postoji, omjeru sadržaja Ti i C i načinu toplinske obrade. Maseni udio titana od {{0}}.03% do 0,1% granice razvlačenja može se poboljšati, ali kada je omjer sadržaja Ti i C veći od 4, njegova čvrstoća i žilavost naglo opadaju.
(iii) Titan poboljšava izdržljivost i otpornost na puzanje.
(iv) Titan ima poboljšani učinak na žilavost čelika, posebno na udarnu žilavost pri niskim temperaturama.
Treće, titan na fizikalna, kemijska i procesna svojstva čelika utjecaj
①Poboljšajte stabilnost čelika na visokoj temperaturi, visokom tlaku i vodiku.
② titan može poboljšati otpornost na koroziju nehrđajućeg čelika otpornog na kiseline, posebno otpornost na interkristalnu koroziju.
③ Čelik s niskim udjelom ugljika, kada omjer sadržaja Ti i C dosegne više od 4,5, ima dobru otpornost na naponsku koroziju i alkalnu krtost jer su kisik, dušik i ugljik vezani.
(iv) Dodavanje titana čeliku s masenim udjelom kroma od 4%-6% poboljšava otpornost čelika na oksidaciju na visokim temperaturama.
⑤ Dodatak titana čeliku može pospješiti stvaranje sloja nitriranja, a potrebna površinska tvrdoća može se postići brže. Čelici koji sadrže titan nazivaju se "čelici za brzo nitriranje" i mogu se koristiti za proizvodnju visoko preciznih vijaka.
⑥Poboljšajte zavarljivost manganskog čelika s niskim udjelom ugljika i visokolegiranog nehrđajućeg natrija.
Primjena titana u čeliku
①Maseni udio titana veći od 0.025% može se smatrati legirajućim elementom.
② titan kao legirajući element u običnom niskolegiranom čeliku, legiranom konstrukcijskom čeliku, legiranom alatnom čeliku, brzoreznom alatnom čeliku, nehrđajućem čeliku, čeliku otpornom na kiseline, čeliku otpornom na toplinu bez kože, legurama s trajnim magnetima i lijevanom čeliku naširoko se koriste.
③Titan je korišten kao niz naprednih materijala, postao je važan strateški materijal, korištenje više od polovice zrakoplovne industrije, kao što su zrakoplovne svemirske letjelice, pogonski strojevi.