بخشی از پاورپوینت
اسلاید 1 :
تيتانيم فلز نسبتاً سبكي است با چگالي gr/cm3 54/4 كه بين چگالي آلومينيم (gr/cm3 71/2) و آهن (gr/cm3 87/7) قرار مي گيرد. نقطه ذوب تيتانيم C ْ1668 است كه از نقطه ذوب آهن بيشتر است، (C ْ1536) و مدول كشسان آن 2Ib/in106Í8/16 که بین مقادیر مربوط به آهن و آلمینیوم قرار مي گيرد.جزء فلزات با نقطه ذوب بالا است به دلیل تشکیلTio2 برای مقاومت وخوردگی و زد زنگ استفاده می شود به دلیل سبکی وزن و وزن مخصوص کم در موتور جت و در پوسته وبدنه قطعات هواپیما استفاده می شود استفاده تیتانیم در قطعات باعث کاهش وزن ودر نتیجه باعث کاهش سوخت می شود ، از تنها فلزاتی که در آب نمک ودر آب دریا خواص خستگی و خوردگی مناسبی دارد غیر مغناطیسی و قابلیت تغییر فرم پذیری عالی و کشش عالی دارد و نسبت استحکام و وزن آن بهتر از فولاد است.چگالي، نقطه ذوب و مدول كشسان تيانيم با خواص آلومينيم و آهن را جدول 1 مقايسه شده است.
اسلاید 2 :
تیتانیم دو شکل بلوری آلوتروپیک دارد این اشکال عبارتنداز که ساختار شش وجهی فشرده دارد و که ساختار بلوری مکعب مرکز دار دارد در تیتانیم خالص فاز تا 883 درجه سانتیگراد پایدار است در بیشتر از883 درجه سانتیگراد این فاز به فاز تبدیل میشود
اسلاید 3 :
سيستمهاي آلياژي تيتانيم و نمودارهاي فازي
براي توجيه ريزساختارهاي مختلفي كه در آلياژهاي تيتانيم مشاهده شده است، لازم است از سيستمهاي تثبيت شده مختلف و نمودارهاي فازي آلياژي دو تايي تيتانيم آگاهي داشته باشيم. با وجود اين، بايد يادآوري شود كه نمودارهاي فازي دوتايي را براي شرايط نزديك به تعادل درنظر مي گيرند. در صورتي كه اغلب الياژهاي تجاري با آهنگهاي سريعتري سرد مي شوند.
آلياژهاي دوتايي تيتانيم به دو سيستم پايدار شده تقسيم مي شوند: و . در سيستم پايدار شده ، این منطقه با افزايش عناصر پايداركننده وسيعتر مي شود. در سيستم پايدار شده ، منطقه فاز ، با افزايش عناصر پايداركننده وسيعتر مي شود.
سيستم پايدار شده
در سيستم دوتايي پايدار شده برطبق شكل 1 عناصر آلياژي بيشتر در فاز محلول اند و خط دگرگوني به طرف بالا حركت مي كند.
اسلاید 4 :
برخي از عناصر جانشيني كه فاز تيتانيم را پايدار مي كنند، آلومينيم، گاليم و ژرمانيم مي باشند. از بين اين سه عنصر، آلومينيم مهمترين است. درحقيقت تقريباً همه آلياژهاي تيتانيم داراي آلومينيم مي باشند زيرا آلومينيم براي شكل پذيري و سبكي به تيتانيم افزوده مي شود. خط دگرگوني فاز در تيتانيم در در شکل(2 ) آمده است.Ti-Alنمودار فازي
بعضي از عناصر آلياژي بين نشين نيز فاز را پايدار مي كنند. اكسيژن، نيتروژن، و كربن همه عناصر پايداركننده هستند. از آنجا كه اكسيژن ناخالصی است كه در تمام آلياژهاي تجارتي تيتانيم يافت مي شود، يك عنصر مهم پايداركننده مي باشد. گاهي با استفاده از مقدار اكسيژن مي توان استحكام را مشخص كرد البته میزان حلالیت هید روژن درتیتانیم از دمای (3300 درجه سانتیگراد به بالا) افزایش می می شود که باعث شکننده شدن آلیاژ می شود.Tih یابد و باعث تشکیل هیدرورتیتانیم
اسلاید 5 :
سيستمهاي پايدار شده
در این سیستم عناصری مانند وانادیم و مولیبدن باعث پایداری فاز میشوند
به طور کلی به دو نوع تقسیم می شود : هم شکل و اوتکتویید.
سيستم هم شكل ، در سيستم هم شكل عناصر آلياژي به طور كامل دراین فاز محلول اند وبه یا يك فاز ديگر يا تركيب تجزیه نمي شود. با افزايش مقدار عنصر آلياژي، دماي دگرگوني كاهش مي يابد (شكل 3).
اسلاید 6 :
عناصر آلياژي كه از نوع هم شكل اند عبارتند از: واناديم، موليبدن، تانتالم و كلومبيم. مهمترين اين عناصر واناديم و موليبدن مي باشند كه نمودارهاي فازي آنها در شكلهاي 4 و 5 آمده است.
اسلاید 7 :
سيستم اوتكتوييد ، در اين سيستم عناصر آلياژي مانند آهن –کرم و سیلیسیم این فاز را پايدار مي كنند، اما اگر سرد كردن خيلي آرام انجام شود فاز مي تواند به فاز به اضافه يك فاز يا يك تركيب ديگر تبديل شود (شكل 6).
اسلاید 8 :
عناصر آلياژي اوتكتوييد دو نوع اند. 1- تشكيل دهنده هاي سريع يا فعال اوتكتوييد و 2- تشكيل دهنده هاي آرام يا كند اوتكتوييد. در تيتانيم تشكيل دهنده هاي سريع اوتكتوييدعناصرسيليسيم و مس هستند. اين عناصر باعث مي شوند فاز خيلي سريع به يك تركيب و فاز تجزيه شود. تشكيل دهنده هاي آرام اوتكتوييد عناصري مثل كرم، منگنز، آهن، نيكل، و كبالت مي باشند. اين عناصر در آهنگ تجزيه اوتكتوييدي خيلي كند هستند. شكل 7 نمودار فازي نشان مي دهد. Ti-Cr
اسلاید 9 :
ساير عناصر آلياژي. قلع و زيركونيم به اغلب آلياژهاي تيتانيم اضافه مي شوند. اين عناصر حلاليت زيادي در هر دو فاز جامد و دارند ولي تأثير زيادي در پايدار كردن فاز ندارند. اين عناصر از اين جهت مفيدند كه در استحكام دهي محلول جامد شركت كرده و تشكيل فاز مضر در تيتانيم مثل فاز را كند مي كند. شكل 8 نمودار فازي سيستم را نشان ميدهد .Ti-sn و شكل 9 نمودار فازي Ti-zr.
اسلاید 10 :
طبقه بندي آلياژهاي تيتانيم
آلياژهاي تيتانيم برحسب فازهاي موجود در ساختار آنها طبقه بندي مي شوند. آلياژهايي كه بيشتر از فاز تشكيل شده اند، آلياژهاي ناميده مي شوند، در حالي كه آلياژهايي كه اساساً داراي فاز با مقدار كمي عناصر پايداركننده باشند به نام آلياژهاي نزديك به تيتانيم - ناميده مي شوند. آلياژهايي كه شامل مخلوط فاز و مي باشند. به عنوان آلياژ + ناميده مي شوند. بالاخره آلياژهاي تيانيم كه فاز بعد از سركردن از دماي عمليات حل سازي در دماي اتاق پايدار شده است به عنوان آلياژ طبقه بندي مي شوند.
آلياژهاي تيتانيم . به طور كلي بر روي آلياژهاي و نزديك نمي توان عمليات گرمايي وجوشكاري انجام داد، اين آلياژها داراي استحكام متوسط، چقرمگي خوب و مقاومت خزشي خوب در دماي بالا مي باشند.
آلياژهاي تيتانيم + . با عمليات گرمايي مي توان استحكام اغلب آلياژهاي + را تا حد متوسطي افزايش داد. سطح استحكام آنها متوسط به بالاست، آنها خواص شكل پذيري خوبي نيز دارند ولي در دماهاي زياد مقاومت خزشي مطلوبي مثل مقاومت خزشي آلياژهاي و نزديك ندارند.
آلياژهاي . با عمليات گرمايي مي توان استحكام آلياژهاي غني از را تا حد خيلي زيادي افزايش داد و نيزتا حدودی اين آلياژها راشكل پذيرکرد. اما، چگالي نسبتاً زيادي دارند و وقتي استحكام زيادي داشته باشند شكل پذيري آنها كم است. براثر اين معايب، در حال حاضر كاربرد زيادي ندارند.
