کاربرد فلز تیتانیوم چیست؟

سازه های هوافضا و دفاعی

آلیاژ تیتانیوم دارای نسبت استحکام بالا به وزن{1} با عملکرد خستگی خوب و قابلیت دمای متوسط ​​بالا{2}}است، به همین دلیل است که برای ساختار بدنه هواپیما، اجزای موتور و سخت افزار موشک استفاده می شود. ورق و صفحه درجه 5 (Ti{10}}6Al-4V)، که در ASTM B265 با حداقل مقاومت کششی 895 مگاپاسکال مشخص شده است، انتخاب استاندارد برای اتصالات بال و بدنه است، در حالی که میله و قطعات آهنگری از ASTM B348 پیروی می کنند. تیتانیوم همچنین برای مخازن ذخیره سوخت و اکسیدان، بطری‌های گاز پرفشار و بخش‌های ساختاری موشک‌ها استفاده می‌شود و برای گیرنده‌های اسلحه‌های کوچک، صفحات پایه خمپاره‌ای و لوله‌های پرتاب تفنگ بدون لگد که وزن کم و مقاومت در برابر خوردگی بیشتر از هزینه است، استفاده شده است.

کارخانه شیمیایی، پتروشیمی و آب شیرین کن

در صنایع نفت و شیمیایی، تیتانیوم در راکتورها، مبدل‌های حرارتی، ستون‌های تقطیر، لوله‌ها، پمپ‌ها و دریچه‌های انتقال کلرید، اسیدهای اکسیدکننده و آب دریا استفاده می‌شود. ورق درجه 2 و لوله جوش داده شده به ASTM B338 انتخاب استاندارد است. درجه 7 با افزودن پالادیوم برای کاهش عملکرد اسیدی استفاده می شود. و لوله بدون درز به استاندارد ASTM B861 خریداری شده است. کندانسورهای نمک‌زدایی و نیروگاه‌ها از لوله‌های تیتانیوم جوش‌دار نازک-استفاده می‌کنند، زیرا ضخامت دیواره مورد نیاز کسری از ضخامت مورد نیاز در آلیاژهای مس است، بنابراین قیمت بالاتر فلز تا حدی با وزن کمتر لوله و طول عمر بیشتر جبران می‌شود.

تولید برق، الکترودها و کنترل محیطی

فلز تیتانیوم یک ماده الکترود موثر در فرآیندهای الکتروشیمیایی است، به ویژه در جایی که آندهای پایدار از نظر ابعادی با پوشش اکسید فلزی مخلوط روی یک بستر تیتانیوم استفاده می‌شوند. الکترودهایی از این نوع در سلول‌های قلیایی کلر، خطوط آبکاری، سیستم‌های حفاظت کاتدی و سلول‌های تصفیه آب یافت می‌شوند، و تیتانیوم نیز در کندانسور و تجهیزات کنترل آلودگی محیطی که در آن گازهای دودکش یا آب فرآیندی کلرید را حمل می‌کند، استفاده می‌شود. مقاومت تیتانیوم در برابر هیپوکلریت باعث می شود که در این وظایف به فولاد ضد زنگ ترجیح داده شود.

تجهیزات پزشکی و ایمپلنت

تیتانیوم خالص تجاری برای مفاصل مصنوعی، صفحات استخوانی، پیچ ها، وسایل دندانپزشکی، ابزار جراحی و محفظه های ایمپلنت استفاده می شود. گریدهای بدون آلیاژ برای ایمپلنت‌ها تحت ASTM F67 مشخص شده‌اند که اکسیژن را به 0.18 درصد برای درجه 1 محدود می‌کند و به 0.40 درصد برای درجه 4 افزایش می‌دهد، در حالی که نسخه بینابینی فوق‌العاده-کم-Ti{12}}6Al-4V توسط ASTM، ni36، با محدودیت‌های ASTM Fighter پوشش داده می‌شود. آهن، کربن و هیدروژن. آلیاژهای حافظه دار نیکل-تیتانیوم در استنت ها، سیم های راهنما و سیم های قوس ارتودنسی، در ابزار دقیق و در محرک هایی که دمای تبدیل کنترل شده مورد نیاز است استفاده می شود.

مصارف صنعتی، متالورژی و مصرفی

فراتر از کاربردهای اصلی، تیتانیوم به عنوان ماده افزودنی اکسید زدایی و آلیاژی در فولادهای زنگ نزن و آلیاژی مصرف می شود، جایی که کربن را تثبیت می کند و مقاومت در برابر خوردگی بین دانه ای را بهبود می بخشد. دی اکسید تیتانیوم مهمترین رنگدانه سفید برای رنگ ها، پوشش ها، پلاستیک و کاغذ است و کاربید تیتانیوم و هیدرید تیتانیوم به عنوان مواد خام برای کاربیدهای سیمانی و به عنوان خوراک متالورژی پودر استفاده می شود. فیلم‌های نیترید تیتانیوم، از نظر ظاهری نزدیک به طلا، با رسوب فیزیکی بخار برای سخت‌افزارهای تزئینی، ابزارهای برش و سطوح سایش اعمال می‌شوند. تیتانیوم همچنین به صورت محلول برای تثبیت رنگ در منسوجات و چرم و به مقدار کم در تجهیزات دریایی، خودرو و ورزشی استفاده می شود.

سوالات متداول

Q:کدام گرید تیتانیوم بیشتر در هوافضا استفاده می شود؟
A: درجه 5 (Ti-6Al-4V)، که به صورت ورق و صفحه تحت ASTM B265 و به صورت میله و فورج تحت ASTM B348، با حداقل استحکام کششی 895 مگاپاسکال عرضه می شود.

Q:تیتانیوم در صنایع شیمیایی چه کاربردهایی دارد؟
الف: راکتورها، مبدل‌های حرارتی، ستون‌های تقطیر، لوله‌کشی، پمپ‌ها و شیرهایی که کلریدها، اسیدهای اکسیدکننده و آب دریا را مدیریت می‌کنند، معمولاً در درجه 2 یا درجه 7.

Q:چرا کارخانه آب شیرین کن از لوله تیتانیوم استفاده می کند؟
پاسخ: از آنجایی که به دیواره بسیار نازک‌تری نسبت به آلیاژهای مس نیاز است، بنابراین گیاه سبک‌تر است و لوله در آب دریا حاوی کلرید-به مراتب بیشتر دوام می‌آورد.

Q:کدام استانداردها تیتانیوم را برای ایمپلنت های جراحی پوشش می دهند؟
A: ASTM F67 برای تیتانیوم بدون آلیاژ و ASTM F136 برای Ti-6Al-4V بینابینی-کم{3} فوق العاده، با ISO 5832 قسمت های 2 و 3 به عنوان معادل های بین المللی.

Q:آیا از تیتانیوم در فولادسازی استفاده می شود؟
پاسخ: بله، به عنوان یک اکسید کننده و به عنوان یک افزودنی تثبیت کننده در فولادهای ضد زنگ و آلیاژی، که در آن با کربن ترکیب می شود تا از خوردگی بین دانه ای جلوگیری کند.

Q:چه چیزی به نیترید تیتانیوم رنگ طلایی می دهد؟
A: پوشش یک ترکیب سرامیکی است که توسط رسوب فیزیکی بخار اعمال می شود. رنگ آن نزدیک به طلا است، به همین دلیل است که برای سخت افزارهای تزئینی و ابزارهای مقاوم در برابر سایش استفاده می شود.