ทำไมต้องเลือก Titanium Alloys

บทนำ

ไทเทเนี่ยม ได้รับการยอมรับว่าเป็นธาตุ (Symbol Ti, atomic number 22 และ atomic weight 47.9) เป็นเวลาอย่างน้อย 200 ปี อย่างไรก็ตามการผลิตไททาเนียมในเชิงพาณิชย์ไม่ได้เริ่มต้นจนถึงปี 1950 ไททาเนียมได้รับการยอมรับว่ามีความสำคัญทางยุทธศาสตร์เนื่องจากเป็นโลหะผสมที่มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงสูงเป็นพิเศษซึ่งเป็นโลหะที่มีประสิทธิภาพในการก่อสร้างสำหรับเครื่องบินที่มีสมรรถนะสูงเช่นเครื่องยนต์เจ็ทและส่วนประกอบของเครื่องบิน การผลิตโลหะโลหะยุค "Space Age" และโลหะผสมของโลกที่มีมานานกว่า 50 ล้านปอนด์ต่อปีมีการผลิตทั่วโลก ความสามารถในการผลิตและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ฟองน้ำโลหะและผลิตภัณฑ์จากโรงงานที่เพิ่มขึ้นเทคโนโลยีการผลิตที่ได้รับการปรับปรุงและฐานตลาดที่กว้างขวางขึ้นอย่างมากลดราคาผลิตภัณฑ์ไทเทเนียมลงอย่างมาก ปัจจุบันโลหะผสมไททาเนียมเป็นโลหะที่ได้รับการออกแบบมาโดยทั่วไปและสามารถใช้งานได้กับเหล็กกล้าไร้สนิมและเหล็กกล้าพิเศษโลหะผสมทองแดงโลหะผสมนิกเกิลและคอมโพสิต


เป็นองค์ประกอบที่มีความอุดมสมบูรณ์มากที่สุดเป็นอันดับที่ 9 ของโลกและมีโครงสร้างที่ใหญ่ที่สุดเป็นอันดับที่ 4 ปัจจุบันการจัดหาวัตถุดิบวัตถุดิบโลหะไททาเนียมทั่วโลกในปัจจุบันเป็นไปไม่ได้ ฟองน้ำความจุละลายและความสามารถในการประมวลผลของไททาเนียมที่ไม่ได้ใช้อย่างมีนัยสำคัญสามารถรองรับการเติบโตอย่างต่อเนื่องในการใช้งานที่มีปริมาณมาก ๆ นอกเหนือจากความแข็งแรงสูงถึงความหนาแน่นที่น่าสนใจสำหรับการใช้งานด้านอวกาศแล้วความต้านทานการกัดกร่อนของไททาเนียมที่ได้จากแผ่นฟิล์มป้องกันออกไซด์ของ บริษัท ได้กระตุ้นให้เกิดการใช้สารเคมีในอุตสาหกรรมน้ำทะเลทะเลน้ำเค็มและสารเคมีอุตสาหกรรมที่ก้าวร้าวในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา วันนี้ไทเทเนี่ยมและโลหะผสมของ บริษัท มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศอุตสาหกรรมและผู้บริโภค นอกเหนือจากเครื่องยนต์อากาศยานและ airframes ไททาเนียมยังใช้ในการใช้งานต่อไปนี้ ได้แก่ ขีปนาวุธยานอวกาศการผลิตสารเคมีและปิโตรเคมีการผลิตและการประมวลผลของไฮโดรคาร์บอนการผลิตพลังงานการแยกเกลือแร่การควบคุมมลพิษการชะล้างแร่และการกู้คืนโลหะนอกชายฝั่ง การใช้งานทางทะเลในทะเลและส่วนประกอบเรือของกองทัพเรือเป็นต้น


สมบัติเชิงกลที่น่าสนใจ

ไทเทเนี่ยมและอัลลอยด์มีส่วนผสมของสมบัติทางกลและทางกายภาพที่เฉพาะเจาะจงและความต้านทานการกัดกร่อนซึ่งเป็นที่ต้องการของอุตสาหกรรมการบินอุตสาหกรรมเคมีและอุตสาหกรรมพลังงาน


ความต้านทานการกัดกร่อนและการกัดกร่อน

ไททาเนียมอัลลอยด์ มีคุณสมบัติพิเศษในการทนต่อสภาวะแวดล้อมทางเคมีและสภาพแวดล้อมทางเคมีต่างๆที่มีอยู่ในฟิล์มออกไซด์บางประเภทที่มองไม่เห็นได้ ภาพยนตร์เรื่องนี้ซึ่งส่วนใหญ่เป็น TiO2 มีความเหนียวเหนียวยึดมั่นและมั่นคงทางเคมี สามารถทำความสะอาดตัวเองได้ทันทีหากเกิดความเสียหายทางกลหากมีร่องรอยของออกซิเจนหรือความชื้นอยู่ในสิ่งแวดล้อม ไทเทเนียมเป็นที่รู้จักสำหรับความต้านทานสูงเพื่อการโจมตีและการกัดกร่อนของความเครียดในคลอไรน้ำ ไทเทเนียมอัลลอยด์ยังเป็นที่ยอมรับสำหรับความต้านทานที่เหนือกว่าของพวกเขา


คุณสมบัติที่น่าสนใจอื่น ๆ

ความหนาแน่นของไทเทเนี่ยมค่อนข้างต่ำซึ่งเป็น 56% ของเหล็กและครึ่งหนึ่งของนิกเกิลและทองแดงหมายถึงปริมาตรโลหะสองเท่าต่อน้ำหนักและค่าผลิตภัณฑ์ที่น่าสนใจมากขึ้นเมื่อชั่งน้ำหนักกับโลหะชนิดอื่น ๆ ในมิติ ด้วยความแข็งแรงสูงกว่านี้จะแปลเป็นส่วนประกอบที่เบาและ / หรือเล็กลงสำหรับโครงสร้างและส่วนประกอบแบบสถิตและแบบไดนามิก


โลหะผสมไทเทเนียม มีโมดูลัสโมดูลัสต่ำที่มีความยืดหยุ่นประมาณครึ่งหนึ่งของเหล็กและโลหะผสมนิกเกิล ความยืดหยุ่นที่เพิ่มขึ้นนี้ (ความยืดหยุ่น) หมายถึงการลดแรงดัดและแรงกดของวัฏจักรทำให้เหมาะสำหรับสปริงหมอนร่างกายอุปกรณ์เสริมทันตกรรมท่อแบบไดนามิกท่อเจาะและอุปกรณ์กีฬาต่างๆ ไททาเนียมเป็นตัวทำปฏิกิริยาที่ไม่เกิดปฏิกิริยา (non-allergic, nonallergenic และอย่างเต็มที่ biocompatible) กับร่างกายมีการขับเคลื่อนการใช้งานกว้างในอุปกรณ์เทียมและเครื่องประดับ ไททาเนียมอัลลอยด์สามารถทนต่อแรงกระแทกและความเสียหายจากการระเบิดได้ดีกว่าวัสดุทางวิศวกรรมอื่น ๆ โลหะผสมเหล่านี้มีสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนซึ่งมีความสำคัญน้อยกว่าโลหะผสมอลูมิเนียมเหล็กกล้านิกเกิลและทองแดง การขยายตัวที่ต่ำนี้ช่วยให้สามารถใช้งานร่วมกับวัสดุเซรามิคและแก้วได้ดีขึ้นและลดการเสียดสีและความเมื่อยล้าในระหว่างการปั่นจักรยานด้วยความร้อน ไทเทเนี่ยมเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและเหมาะอย่างยิ่งที่จะต้องลดการรบกวนด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อไทเทเนียมและไอโซโทปของมันหลุดออกไปไทเทเนี่ยมจะมีกัมมันตภาพรังสีสั้นมากและจะไม่ "ร้อน" นานกว่าหลายชั่วโมง


ลักษณะการถ่ายเทความร้อน

ไททาเนียมเป็นวัสดุถ่ายเทความร้อนที่น่าสนใจและเป็นที่ยอมรับในเปลือกหอย / แผ่น / กรอบและอุปกรณ์แลกเปลี่ยนความร้อนประเภทอื่น ๆ เพื่อให้ความร้อนหรือการหล่อเย็นของของเหลวในกระบวนการผลิตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในเครื่องทำความเย็นของน้ำทะเล ความสามารถในการถ่ายเทความร้อนของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนได้ดีขึ้นเนื่องจากคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ต่อไปนี้ของไททาเนียม:


  • ทนต่อการกร่อนและการพังทลายของของเหลวได้ดีเยี่ยม

  • แผ่นฟิล์มที่เป็นฟิล์มตัวนำบางมาก

  • ผิวแข็งและเรียบ

  • พื้นผิวที่ช่วยในการควบแน่น

  • การนำความร้อนได้ดีพอสมควร

  • ความแข็งแรงดี


แม้ว่า ไทเทเนี่ยมที่ ไม่มีอลูมิเนียมมีค่าการนำความร้อนต่ำกว่าทองแดงหรืออะลูมิเนียม แต่ความสามารถในการนำไฟฟ้ายังคงสูงกว่าโลหะผสมสเตนเลสทั่วไปประมาณ 10-20% ด้วยความแข็งแรงและความสามารถในการทนต่อการกัดกร่อนและการพังทลายของของเหลวที่ปั่นป่วนได้ผนังไทเทเนียมสามารถลดทอนลงได้อย่างมากเพื่อลดความต้านทานการถ่ายเทความร้อน (และค่าใช้จ่าย) ไทเทเนี่ยมมีความเรียบเนียนไม่กัดกร่อนและยึดติดกับพื้นผิวได้ดีมีความสะอาดสูงตลอดเวลา พื้นผิวนี้ช่วยในการควบแน่นหยดน้ำจากไอระเหยที่เป็นของเหลวซึ่งจะช่วยเพิ่มอัตราการควบแน่นในเครื่องทำความเย็น / คอนเดนเซอร์เมื่อเทียบกับโลหะอื่นตามที่ระบุไว้