آلیاژ تیتانیوم--می تواند گرمای فضا را تحمل کند و به رشد استخوان ها در هنگام کاشت در بدن کمک کند - بلاگ

فلزی وجود دارد که باید ساعت ها در معرض شعله های بیش از 1000 درجه سانتیگراد در ارتفاع 10000 متری بدون تغییر شکل مقاومت کند. با این حال همچنین باید برای چندین دهه بی سر و صدا در بدن انسان جاسازی شود بدون اینکه طرد، خورده یا شل شود. این دو سناریو کیفیت های تقریباً متضادی را از یک ماده می طلبد. یکی نیاز به استحکام بسیار بالا-درجه حرارت دارد، در حالی که دیگری نیاز به سازگاری طولانی مدت با بافت زنده دارد. با این حال هر دو به یک فلز اشاره می کنند-آلیاژ تیتانیوم.

سوال اینجاست: چرا برخی از آلیاژهای تیتانیوم در موتورها استفاده می شوند، در حالی که برخی دیگر در بدن انسان استفاده می شوند؟

پاسخ در جدول تناوبی یافت نمی شود، بلکه در "ساختار" نامرئی درون آنها نهفته است.

I. قدرت تیتانیوم: سبک، قوی و بادوام

برای درک اینکه چرا آلیاژهای تیتانیوم در بسیاری از زمینه ها استفاده می شود، ابتدا باید به "تنظیمات کارخانه" آنها نگاه کنیم. یکی از جذاب ترین جنبه های تیتانیوم این است که چندین مزیت را ترکیب می کند که معمولاً با یکدیگر در تضاد هستند: چگالی آن به طور قابل توجهی کمتر از فولاد است، با این حال استحکام آن با بسیاری از فولادهای ساختاری رقابت می کند. در برابر خوردگی-مقاوم است و در بسیاری از محیط های خشن پایدار می ماند. و همچنان می تواند بارها را در دماهای نسبتاً بالا تحمل کند.

مهمتر از آن، تیتانیوم خالص دارای توانایی "تبدیل" است. در دماهای پایین، اتم‌های آن در ساختاری نزدیک- قرار می‌گیرند. هنگامی که دما از یک نقطه بحرانی خاص بالاتر می رود، به ترتیب دیگری تغییر می کند. در علم مواد به اولی فاز و دومی را فاز می گویند. تقریباً تمام اسرار تیتانیوم در این دو حرف گنجانده شده است: ثبات و چقرمگی را فراهم می کند، در حالی که چکش خواری و پتانسیل را ارائه می دهد.

II. TI6AL4V: "برادر بزرگ" که همه کارها را انجام می‌دهد-و همه چیز را خوب انجام می‌دهد اگر فقط می‌توانستید یک نام از خانواده آلیاژ تیتانیوم را به خاطر بسپارید، به احتمال زیاد آن TI6AL4V بود. این آلیاژ تیتانیوم + دو فاز است که هم فاز پایدار و هم مقدار مناسبی از فاز دارد. این پیکربندی «نیمه{10} و-نیم» به متوسط بودن منجر نمی‌شود، بلکه به تعادلی نادر منجر می‌شود: استحکام کافی، شکل‌پذیری مناسب، ماشین‌کاری نسبتاً خوب، و عملکرد کلی پایدار. موفقیت TI6AL4V از برتری در هیچ جنبه‌ای سرچشمه نمی‌گیرد، بلکه از عملکرد مداوم خوب در سراسر صفحه نشات می‌گیرد.

III. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si: کمی عمیق تر در حرارت فرو بروید

آلیاژهای استاندارد دو فاز تیتانیوم در دمای معینی شروع به "نرم شدن" می کنند-استحکام آنها کاهش می یابد و قرار گرفتن طولانی مدت در معرض گرما باعث تغییر شکل تدریجی آنها می شود. برای حفظ یکپارچگی آنها در دماهای بالاتر، ترکیب Gr5 به تنهایی کافی نیست. با تنظیم تعادل عناصر آلیاژی، ریزساختار آن در دماهای بالا پایدارتر می ماند و مقاومت بالایی در برابر خزش و نرم شدن ایجاد می کند.

به طور خلاصه: آلیاژهای تیتانیوم اغلب "فلز جهانی" نامیده می شوند، اما این تطبیق پذیری ذاتی نیست. شالوده آن در یک ساختار دوبلکس "شکل-تغییر دهنده" قرار دارد و پتانسیل آن توسط کنترل انسان بر ریزساختار آن تعیین می شود. از آلیاژهای دوبلکس متعادل گرفته تا فرمول‌های{3}}مقاوم در برابر حرارت، و سیستم‌های نزدیک- که پتانسیل آن را به حداکثر می‌رسانند، هر مرحله از این انبساط توسط یک اصل ساده و واحد هدایت می‌شود: مواد امکانات را فراهم می‌کنند. بقیه به ما بستگی دارد که از مرزها عبور کنیم.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube