Titan: den teknologiske stjernen og applikasjonspioneren i stålytelsesrevolusjonen

Stål og titan er ofte brukte metaller i produksjon på grunn av deres utmerkede styrke, hardhet og andre fysiske og mekaniske egenskaper.
Stål er en legering av jern og karbon, med karboninnhold som varierer fra 0,2 % til 2,1 % etter vekt. Selv om jern og karbon er hovedbestanddelene, kan små mengder av andre grunnstoffer som mangan, silisium og fosfor være tilstede. Det finnes flere typer stål, kategorisert etter karboninnhold, legeringselementer og varmebehandlingsprosesser. Disse inkluderer bløtt stål, rustfritt stål og høyfast lavlegert stål. Stål er kjent for sin styrke, holdbarhet og allsidighet, noe som gjør det egnet for et bredt spekter av bruksområder. Bruken dekker alt fra konstruksjon og biler til verktøy og bestikk.
Titan er et kjemisk grunnstoff med symbolet Ti atomnummer 22. det er et skinnende overgangsmetall med en sølvfarget farge, lav tetthet og høy styrke. Selv om det er like sterkt som stål, er det betydelig mindre tett, noe som gjør det til det foretrukne metallet for applikasjoner der styrke-til-vekt-forholdet er kritisk.

I sin ulegerte tilstand er titan like sterkt som noen ståltyper, men mindre tett. Når den er legert med andre elementer som aluminium og vanadium, kan den styrkes betydelig. De to viktigste bruksområdene for titan er romfart (fly, romfartøy og missiler) og industrielle applikasjoner fordi det er lett, sterkt og motstandsdyktig mot korrosjon selv ved høye temperaturer.
I. Påvirkning av titan på mikrostruktur og varmebehandling av stål
① Titan og nitrogen, oksygen, karbon har en veldig sterk affinitet, er et godt deoksiderende og avgassingsmiddel og fiksering av nitrogen og karboneffektive elementer.
② titan og karbonforbindelser (TiC) kombinasjonen er ekstremt sterk, høy stabilitet, bare oppvarmet til mer enn 1000 grader vil sakte oppløses i den faste løsningen av jern, TiC-partikler må forhindre stålkornvekst og forgrovning av rollen.
(iii) Titan er et av de sterke ferrittdannende grunnstoffene, slik at austenittfaseområdet blir innsnevret. Titan i fast løsning for å forbedre herdbarheten til stål, mens tilstedeværelsen av TiC-partikler for å redusere herdbarheten til stål.
④ Når titaninnholdet når en viss verdi, kan nedbørsherding oppstå på grunn av diffus utfelling av TiFe2.
For det andre, påvirkningen av titan på de mekaniske egenskapene til stål
① Når titan finnes i fast løsning i ferritten, er dens styrkende effekt høyere enn aluminium, mangan, nikkel, molybden, etc., etterfulgt av beryllium, fosfor, kobber, silisium.
② Effekten av titan på de mekaniske egenskapene til stål avhenger av formen det eksisterer i, forholdet mellom innholdet av Ti og C og varmebehandlingsmetoden. Titanmassefraksjon på {{0}},03 % til 0,1 % av flytegrensen kan forbedres, men når forholdet mellom Ti og C-innhold over 4, avtar dens styrke og seighet kraftig.
(iii) Titan forbedrer den varige styrken og krypemotstanden.
(iv) Titan har en forbedrende effekt på stålets seighet, spesielt slagfastheten ved lav temperatur.
For det tredje, titan på de fysiske, kjemiske og prosessegenskapene til stålpåvirkning
①Forbedre stabiliteten til stål ved høy temperatur, høyt trykk og hydrogen.
② titan kan forbedre korrosjonsmotstanden til rustfritt syrebestandig stål, spesielt motstanden mot intergranulær korrosjon.
③ I lavkarbonstål, når forholdet mellom Ti- og C-innhold når mer enn 4,5, har det god motstand mot spenningskorrosjon og alkalisk sprøhet fordi oksygen, nitrogen og karbon er fikset.
(iv) Tilsetning av titan til stål med en krommassefraksjon på 4 %-6 % forbedrer oksidasjonsmotstanden til stål ved høye temperaturer.
⑤ Tilsetning av titan til stål kan fremme dannelsen av nitreringslag, og den nødvendige overflatehardheten kan oppnås raskere. Titanholdig stål kalles "fast nitriding steels" og kan brukes til å produsere høypresisjonsskruer.
⑥Forbedre sveisbarheten til lavkarbon manganstål og høylegert rustfritt natrium.
Påføring av titan i stål
①Titanmassefraksjon på mer enn 0,025 % kan betraktes som et legeringselement.
② titan som legeringselement i vanlig lavlegert stål, legert konstruksjonsstål, legert verktøystål, høyhastighetsverktøystål, rustfritt stål, syrefast stål, varmebestandig ikke-skinnende stål, permanentmagnetlegeringer og støpestål er mye brukt.
③Titan har blitt brukt som en rekke avanserte materialer, blitt et viktig strategisk materiale, bruk av mer enn halvparten av romfartsindustrien, for eksempel romfartøy, kraftmaskineri.