Vplyv a aplikácia titánu v oceli

Oceľ a titán sú bežne používané kovy vo výrobe, pretože majú vynikajúcu pevnosť, tvrdosť a ďalšie fyzikálne a mechanické vlastnosti.

Oceľ je zliatina železa a uhlíka s obsahom uhlíka v rozsahu od 0,2 % do 2,1 % hmotnosti. Zatiaľ čo železo a uhlík sú hlavnými zložkami, môžu byť prítomné malé množstvá iných prvkov, ako je mangán, kremík a fosfor. Existuje niekoľko druhov ocelí, kategorizovaných podľa obsahu uhlíka, legujúcich prvkov a procesov tepelného spracovania. Patria sem mäkká oceľ, nehrdzavejúca oceľ a vysokopevná nízkolegovaná oceľ. Oceľ je známa svojou pevnosťou, odolnosťou a všestrannosťou, vďaka čomu je vhodná pre širokú škálu aplikácií. Jeho použitie zahŕňa všetko od stavebníctva a automobilov až po nástroje a príbory.

Titán je chemický prvok so symbolom Ti a atómovým číslom 22. je to lesklý prechodný kov striebornej farby, nízkej hustoty a vysokej pevnosti. Hoci je pevný ako oceľ, je výrazne menej hustý, čo z neho robí kov voľby pre aplikácie, kde je rozhodujúci pomer pevnosti a hmotnosti.

Vo svojom nelegovanom stave je titán taký pevný ako niektoré ocele, ale menej hustý. Pri legovaní s inými prvkami, ako je hliník a vanád, môže byť výrazne spevnený. Dve hlavné použitia titánu sú letectvo (lietadlá, kozmické lode a rakety) a priemyselné aplikácie, pretože je ľahký, pevný a odolný voči korózii aj pri vysokých teplotách.

I. Titán na mikroštruktúru ocele a vplyv tepelného spracovania

① titán a dusík, kyslík, uhlík majú silnú afinitu, sú dobrým deoxidátorom a pevnými dusíkatými, uhlíkovými účinnými prvkami.

② Väzbová sila zlúčenín titánu a uhlíka (TiC) je veľmi silná, vysoká stabilita, iba zahriatie na viac ako 1000 stupňov sa pomaly rozpustí v pevnom roztoku železa, častice TiC musia zabrániť rastu oceľových zŕn a zhrubnutiu role.

(iii) Titán je jedným zo silných prvkov tvoriacich ferit, takže oblasť austenitickej fázy je zúžená. Titán v tuhom roztoku na zlepšenie prekaliteľnosti ocele, zatiaľ čo prítomnosť častíc TiC má znížiť kaliteľnosť ocele.

④ obsah titánu dosiahne určitú hodnotu, v dôsledku difúzneho zrážania TiFe2 môže spôsobiť precipitačný vytvrdzovací efekt.

Po druhé, vplyv titánu na mechanické vlastnosti ocele

① Keď titán existuje v tuhom roztoku vo ferite, jeho posilňujúci účinok je vyšší ako u hliníka, mangánu, niklu, molybdénu atď., po ktorom nasleduje berýlium, fosfor, meď, kremík.

② Vplyv titánu na mechanické vlastnosti ocele závisí od formy, v ktorej existuje, pomeru obsahu Ti a C a spôsobu tepelného spracovania. Hmotnostný podiel titánu {{0}},03 % až 0,1 % medze klzu sa môže zlepšiť, ale keď je pomer obsahu Ti a C vyšší ako 4, jeho pevnosť a húževnatosť prudko klesajú.

(iii) Titán zlepšuje trvalú pevnosť a odolnosť proti tečeniu.

④ titán na húževnatosť ocele, najmä húževnatosť pri nízkych teplotách, sa zlepšila.

Po tretie, titán ovplyvňuje fyzikálne, chemické a procesné vlastnosti ocele

① Zlepšite stabilitu ocele pri vysokej teplote, vysokom tlaku, vodíku.

② titán môže zlepšiť odolnosť nehrdzavejúcej ocele odolnej voči kyselinám proti korózii, najmä odolnosť voči medzikryštalickej korózii.

③ V nízkouhlíkovej oceli, keď pomer obsahu Ti a C dosiahne 4,5 alebo viac, má dobrú odolnosť voči korózii pod napätím a alkalickej krehkosti, pretože kyslík, dusík a uhlík sú všetky fixné.

④ Pridanie titánu do ocele s hmotnostným podielom chrómu 4 %-6 % zlepšuje odolnosť ocele voči oxidácii pri vysokých teplotách.

⑤ Pridanie titánu do ocele môže podporiť tvorbu nitridačnej vrstvy a rýchlejšie dosiahnuť požadovanú tvrdosť povrchu. Ocele obsahujúce titán sa nazývajú „rýchle nitridačné ocele“ a možno ich použiť na výrobu vysoko presných skrutiek.

Zlepšite zvárateľnosť mangánovej ocele s nízkym obsahom uhlíka a vysoko legovanej nehrdzavejúcej ocele sodíka.

Aplikácia titánu v oceli

① hmotnostný podiel titánu vyšší ako 0,025 % možno považovať za legovací prvok.

② titán ako legujúci prvok v bežnej nízkolegovanej oceli, legovanej konštrukčnej oceli, legovanej nástrojovej oceli, rýchloreznej nástrojovej oceli, nehrdzavejúcej oceli, kyseline odolnej oceli, žiaruvzdornej oceli, zliatinách s permanentnými magnetmi a liatej oceli sú široko používané.

③Titan sa používa ako rôzne pokročilé materiály, stal sa dôležitým strategickým materiálom, využíva sa viac ako polovica leteckého priemyslu, ako sú letecké kozmické lode, energetické stroje.