مبدأ سبائك التيتانيوم

سبائك التيتانيوم هي سبائك تتكون من التيتانيوم كقاعدة وعناصر أخرى. يوجد التيتانيوم في شكلين متآصلين: -تيتانيوم بهيكل سداسي متقارب-متراصب تحت 882 درجة، و-تيتانيوم بجسم-بنية مكعبة مركزية فوق 882 درجة.

يمكن تصنيف عناصر صناعة السبائك إلى ثلاث فئات بناءً على تأثيرها على درجة حرارة تحول الطور:

① تسمى العناصر التي تعمل على تثبيت الطور وزيادة درجة حرارة تحول الطور -عناصر التثبيت، بما في ذلك الألومنيوم والكربون والأكسجين والنيتروجين. الألومنيوم هو عنصر السبائك الرئيسي في سبائك التيتانيوم، مما يحسن بشكل كبير من قوة السبائك في كل من درجات الحرارة المرتفعة والغرفة، مما يقلل من جاذبيتها النوعية، ويزيد من معامل المرونة.

② تسمى العناصر التي تعمل على تثبيت الطور وتقليل درجة حرارة تحول الطور -عناصر التثبيت، والتي يمكن تقسيمها أيضًا إلى أنواع متماثلة الشكل و eutectoid. الأول يشمل الموليبدينوم والنيوبيوم والفاناديوم. وهذا الأخير يشمل الكروم والمنغنيز والنحاس والحديد والسيليكون.

③ تسمى العناصر التي لها تأثير ضئيل على درجة حرارة تحول الطور بالعناصر المحايدة، بما في ذلك الزركونيوم والقصدير.

الأكسجين والنيتروجين والكربون والهيدروجين هي الشوائب الرئيسية في سبائك التيتانيوم. يتمتع الأكسجين والنيتروجين بقابلية عالية للذوبان في الطور، مما يؤدي إلى تقوية سبائك التيتانيوم بشكل كبير ولكن يقلل من اللدونة. عادةً ما يتم تحديد محتويات الأكسجين والنيتروجين في التيتانيوم لتكون أقل من 0.15-0.2% و0.04-0.05% على التوالي. الهيدروجين ذو قابلية ذوبان منخفضة جدًا في الطور؛ سيؤدي ذوبان الهيدروجين المفرط في سبائك التيتانيوم إلى تكوين هيدريدات، مما يجعل السبائك هشة. عادة ما يتم التحكم في محتوى الهيدروجين في سبائك التيتانيوم بأقل من 0.015%. إن انحلال الهيدروجين في التيتانيوم قابل للعكس ويمكن إزالته عن طريق التلدين الفراغي.