اصل آلیاژ تیتانیوم

آلیاژهای تیتانیوم آلیاژهایی بر پایه تیتانیوم هستند که با عناصر دیگر اضافه شده اند. تیتانیوم دارای دو کریستال هم شکل است: α تیتانیوم شش ضلعی بسته بندی شده نزدیک زیر 882 درجه سانتیگراد و بتا تیتانیوم مکعبی مرکز بدن بالای 882 درجه سانتیگراد.

عناصر آلیاژی را می توان با توجه به تأثیر آنها بر دمای انتقال فاز به سه دسته تقسیم کرد:

①عناصری که فاز α را تثبیت می کنند و دمای انتقال فاز را افزایش می دهند، عناصر تثبیت کننده α هستند، مانند آلومینیوم، کربن، اکسیژن و نیتروژن. در میان آنها، آلومینیوم عنصر آلیاژی اصلی آلیاژ تیتانیوم است که اثرات آشکاری در بهبود دمای نرمال آلیاژ' استحکام دمای بالا، کاهش وزن مخصوص و افزایش مدول الاستیک دارد.

②عنصری که فاز β را تثبیت می کند و دمای انتقال فاز را کاهش می دهد، عنصر تثبیت کننده β است که می توان آن را به دو نوع ایزومورف و یوتکتوئید تقسیم کرد. اولی شامل مولیبدن، نیوبیم، وانادیم و غیره است. دومی شامل کروم، منگنز، مس، آهن، سیلیکون و غیره است.

③ عناصری که تأثیر کمی بر دمای انتقال فاز دارند، عناصر خنثی هستند، مانند زیرکونیوم و قلع.

اکسیژن، نیتروژن، کربن و هیدروژن ناخالصی های اصلی آلیاژهای تیتانیوم هستند. اکسیژن و نیتروژن در فاز α حلالیت بیشتری دارند، که اثر تقویتی قابل توجهی روی آلیاژ تیتانیوم دارد، اما انعطاف پذیری را کاهش می دهد. معمولاً تصریح می شود که میزان اکسیژن و نیتروژن در تیتانیوم به ترتیب 0.15-0.2٪ و 0.04-0.05٪ یا کمتر است. حلالیت هیدروژن در فاز α بسیار کم است و هیدروژن بیش از حد محلول در آلیاژ تیتانیوم هیدرید تولید می کند که آلیاژ را شکننده می کند. به طور کلی، محتوای هیدروژن در آلیاژهای تیتانیوم زیر 0.015٪ کنترل می شود. انحلال هیدروژن در تیتانیوم برگشت پذیر است و می توان آن را با آنیل خلاء حذف کرد.