Cymhwyso a dylanwad titaniwm mewn dur
Defnyddir titaniwm (Ti), fel elfen aloi o ansawdd uchel, yn helaeth i wella perfformiad cynhwysfawr dur, yn enwedig ym meysydd hedfan, peirianneg forol ac adeiladu. Mae cymhwyso titaniwm mewn dur yn canolbwyntio'n bennaf ar wella cryfder, ymwrthedd cyrydiad a hydwythedd, a gall leihau brau a phwysau'r deunydd yn effeithiol.
1. Effaith titaniwm ar y microstrwythur a thriniaeth wres o ddur
Mae gan ditaniwm gysylltiad cryf ag elfennau fel nitrogen, ocsigen a charbon. Mae'n ddadocsidydd rhagorol ac yn elfen effeithiol ar gyfer gosod nitrogen a charbon. Mewn dur, mae gan y cyfansawdd (TiC) a ffurfiwyd gan ditaniwm a charbon rym rhwymol cryf a sefydlogrwydd uchel. Dim ond yn araf y bydd yn hydoddi i'r hydoddiant haearn solet ar dymheredd uchel (uwch na 1000 gradd). Gall y gronynnau TiC hyn atal twf a brashau grawn dur a chael dylanwad pwysig ar ficrostrwythur dur. Yn ogystal, mae titaniwm yn un o'r elfennau cryf sy'n ffurfio ferrite, a fydd yn lleihau ardal y cyfnod austenite. Gall titaniwm datrysiad solet wella caledwch dur, tra bydd presenoldeb gronynnau TiC yn lleihau caledwch dur. Pan fydd y cynnwys titaniwm yn cyrraedd gwerth penodol, bydd caledu dyddodiad yn digwydd oherwydd gwasgariad a dyodiad TiFe2.
2. Dylanwad titaniwm ar briodweddau mecanyddol dur
Mae dylanwad titaniwm ar briodweddau mecanyddol dur yn dibynnu ar ei ffurf bodolaeth, cymhareb cynnwys titaniwm a charbon, a'r dull trin gwres. Pan fo titaniwm yn bodoli mewn ferrite mewn cyflwr datrysiad solet, mae ei effaith cryfhau yn uwch nag elfennau fel alwminiwm, manganîs, nicel, a molybdenwm, ac mae'n ail yn unig i elfennau megis berylliwm, ffosfforws, copr a silicon. Yn yr ystod o 0.03% i .1% ffracsiwn màs o ditaniwm, gall titaniwm gynyddu cryfder cynnyrch dur. Fodd bynnag, pan fydd cymhareb cynnwys titaniwm i garbon yn fwy na 4, bydd cryfder a chaledwch dur yn gostwng yn sydyn. Yn ogystal, gall titaniwm hefyd wella cryfder hirdymor a gwrthiant creep dur, a gwella caledwch dur, yn enwedig y caledwch effaith tymheredd isel.
3. Dylanwad titaniwm ar briodweddau ffisegol, cemegol a phrosesu dur
Gall titaniwm wella sefydlogrwydd dur mewn amgylcheddau tymheredd uchel, pwysedd uchel, a hydrogen, a gwella ymwrthedd cyrydiad dur di-staen sy'n gwrthsefyll asid, yn enwedig ymwrthedd cyrydiad rhyng-gronynnol. Mewn dur carbon isel, pan fydd y gymhareb o ditaniwm i garbon yn cyrraedd 4.5 neu fwy, mae gan y dur wrthwynebiad rhagorol i gyrydiad straen ac embrittlement alcali. Yn ogystal, gall titaniwm wella ymwrthedd ocsideiddio dur ar dymheredd uchel a hyrwyddo ffurfio haen nitriding, er mwyn cael y caledwch wyneb gofynnol yn gyflymach. Gelwir dur sy'n cynnwys titaniwm yn "ddur nitriding cyflym" a gellir ei ddefnyddio i gynhyrchu sgriwiau manwl uchel. Ar yr un pryd, gall titaniwm hefyd wella weldadwyedd dur manganîs carbon isel a dur gwrthstaen aloi uchel.
4. Crynodeb
Yn gyffredinol, defnyddir titaniwm yn eang mewn dur. Pan fydd ei ffracsiwn màs yn fwy na 0.025%, gellir ei ystyried fel elfen aloi. Defnyddir titaniwm yn eang mewn dur aloi isel cyffredin, dur strwythurol aloi, dur offer aloi, dur offer cyflym, dur di-staen sy'n gwrthsefyll asid, dur di-sgennu sy'n gwrthsefyll gwres, aloi magnet parhaol a dur bwrw. Yn ogystal, mae titaniwm wedi dod yn elfen bwysig o wahanol ddeunyddiau datblygedig ac yn ddeunydd strategol pwysig. Yn y diwydiant awyrofod, mae'r defnydd o ditaniwm yn cyfrif am fwy na hanner, ac fe'i defnyddir yn eang mewn cerbydau awyrofod, peiriannau pŵer a meysydd eraill.
