टाइटेनियम मिश्र धातु गुणों का परिचय
टाइटेनियम मिश्र धातुओं का एक वर्ग है, जो उनके प्रदर्शन की विशेषता है, जो कार्बन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन जैसी अशुद्धियों की उपस्थिति से प्रभावित होता है। टाइटेनियम के शुद्धतम रूप में अशुद्धता की मात्रा 0.1% से कम होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च प्लास्टिसिटी लेकिन कम ताकत होती है। औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम, 99.5% की शुद्धता के साथ, निम्नलिखित गुण प्रदर्शित करता है: 4.5 ग्राम/सेमी3 का घनत्व (ρ), 1725 डिग्री का गलनांक, 15.24 डब्लू/(एम·के) की तापीय चालकता (λ), तन्य शक्ति ( σb) 539 एमपीए, बढ़ाव (δ) 25%, अनुभाग संकोचन (ψ) 25%, लोचदार मापांक (ई) 1.078×105 एमपीए, और कठोरता (एचबी) 195।
1. कम घनत्व और उच्च शक्ति: उच्च शक्ति वाले टाइटेनियम मिश्र धातुओं का घनत्व आमतौर पर लगभग 4.5 ग्राम/सेमी3 होता है, जो स्टील का केवल 60% है। शुद्ध टाइटेनियम सामान्य स्टील की तुलना में ताकत प्रदर्शित करता है, जबकि कुछ उच्च शक्ति वाले टाइटेनियम मिश्र धातु कई मिश्र धातु संरचनात्मक स्टील्स की ताकत को पार करते हैं। नतीजतन, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अन्य धातु संरचनात्मक सामग्रियों की तुलना में काफी अधिक विशिष्ट शक्ति (शक्ति/घनत्व अनुपात) होती है। यह विशेषता उच्च इकाई शक्ति, कठोरता और स्थायित्व वाले हल्के भागों और घटकों के उत्पादन की अनुमति देती है। टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग इंजन घटकों, कंकालों, खालों, फास्टनरों और लैंडिंग गियर में किया जाता है।
2. उच्च तापीय शक्ति: टाइटेनियम मिश्र धातु ऊंचे तापमान पर अपनी आवश्यक ताकत बनाए रख सकती है, जो एल्यूमीनियम मिश्र धातु की क्षमताओं को कई सौ डिग्री सेल्सियस से अधिक कर सकती है। 150 डिग्री और 500 डिग्री के बीच, वे अपनी उच्च विशिष्ट शक्ति बनाए रखते हैं, जबकि एल्यूमीनियम मिश्र धातु 150 डिग्री पर विशिष्ट शक्ति में उल्लेखनीय गिरावट देखते हैं। टाइटेनियम मिश्र धातु 500 डिग्री तक के तापमान पर काम कर सकती है, जबकि एल्यूमीनियम मिश्र धातु 200 डिग्री से नीचे के तापमान तक सीमित है।
3. उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध: टाइटेनियम मिश्र धातु नम वातावरण और समुद्री जल वातावरण में स्टेनलेस स्टील की तुलना में बेहतर संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करते हैं। वे विशेष रूप से पिटिंग संक्षारण, एसिड संक्षारण और तनाव संक्षारण का विरोध करने में उत्कृष्टता प्राप्त करते हैं। इसके अतिरिक्त, टाइटेनियम मिश्र धातुओं में सल्फ्यूरिक एसिड, नाइट्रिक एसिड, क्लोराइड और क्लोरीनयुक्त कार्बनिक यौगिकों के प्रति उल्लेखनीय प्रतिरोध होता है। हालाँकि, घटती ऑक्सीजन और क्रोमियम नमक की स्थिति में, टाइटेनियम में संक्षारण प्रतिरोध कम होता है।
4. अच्छा निम्न-तापमान प्रदर्शन: टाइटेनियम मिश्र धातुएं कम और अति-निम्न तापमान पर अपने यांत्रिक गुणों को बरकरार रखती हैं। कुछ टाइटेनियम मिश्रधातुएँ, जैसे कि TA7, कम तापमान पर असाधारण रूप से अच्छा प्रदर्शन करती हैं और अपनी कुछ प्लास्टिसिटी -253 डिग्री पर भी बनाए रखती हैं। इसलिए, कम तापमान वाले अनुप्रयोगों के लिए टाइटेनियम मिश्र धातु महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री हैं।
5. रासायनिक प्रतिक्रिया: टाइटेनियम महत्वपूर्ण रासायनिक गतिविधि प्रदर्शित करता है, जो वायुमंडल में मौजूद ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, जल वाष्प और अमोनिया गैस के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है। कठोर TiC टाइटेनियम मिश्रधातुओं में उच्च कार्बन सामग्री (0.2% से अधिक) पर बनता है। जब TiN उच्च तापमान पर नाइट्रोजन के साथ संपर्क करता है, तो एक कठोर सतह परत बन जाती है। टाइटेनियम 6{4}}0 डिग्री से ऊपर ऑक्सीजन को अवशोषित करता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च कठोरता वाली एक कठोर परत का निर्माण होता है। बढ़ी हुई हाइड्रोजन सामग्री से एक भंगुर परत का निर्माण होता है। गैस अवशोषण के कारण कठोर भंगुर सतह की गहराई 0.1-0.15 मिमी तक पहुंच सकती है, सख्त होने की डिग्री 20%-30% के साथ। टाइटेनियम भी एक महत्वपूर्ण रासायनिक संबंध प्रदर्शित करता है, जो आसानी से घर्षण सतहों के साथ आसंजन बनाता है।
6. तापीय चालकता और लोचदार मापांक: टाइटेनियम में कम तापीय चालकता होती है, जो निकेल की लगभग एक-चौथाई, लोहे की एक-पांचवीं और एल्यूमीनियम की एक-चौथाई होती है। विभिन्न टाइटेनियम मिश्र धातुओं की तापीय चालकता शुद्ध टाइटेनियम की तुलना में लगभग 50% कम है। क्योंकि टाइटेनियम मिश्र धातुओं में एक लोचदार मापांक होता है जो स्टील के लगभग आधा होता है, वे कम कठोर होते हैं और विरूपण की अधिक संभावना होती है। परिणामस्वरूप, पतली छड़ों और पतली दीवारों वाले घटकों से बचना होगा क्योंकि काटने और प्रसंस्करण सतहों में बड़ी मात्रा में रिबाउंड वॉल्यूम होता है - स्टेनलेस स्टील की तुलना में लगभग दो से तीन गुना। यह पलटाव उपकरण की सतह पर तीव्र घर्षण, आसंजन और बंधन घिसाव का कारण बन सकता है।
टाइटेनियम मिश्र धातु आधार धातु के रूप में टाइटेनियम से बनी होती है, जो अन्य तत्वों के साथ पूरक होती है। दो प्रकार की टाइटेनियम क्रिस्टल संरचनाएं मौजूद हैं - टाइटेनियम, जो 882 डिग्री से नीचे एक क्लोज-पैक हेक्सागोनल संरचना प्रदर्शित करती है, और -टाइटेनियम, जिसमें 882 डिग्री से ऊपर एक शरीर-केंद्रित घन संरचना होती है।
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