تیتانیوم (Titanium)

خانه » سوپر آلیاژ ها » تیتانیوم (Titanium)

تیتانیوم، به‌عنوان یک فلز استراتژیک و حیاتی در صنایع مدرن، با ترکیبی منحصر به فرد از نسبت قدرت به وزن بالا، مقاومت فوق‌العاده در برابر خوردگی و سازگاری زیستی، در طی دهه‌های گذشته جایگاه ویژه‌ای در فناوری‌های پیشرفته کسب کرده است. این فلز، که در بسیاری از بخش‌های هوافضا، پزشکی، دریایی، خودروسازی و صنعتی کاربرد فراوان دارد، در چندین گرید طبقه‌بندی می‌شود.

تیتانیوم از زمان اولین استفاده‌های صنعتی خود تا کنون به دلیل سبکی و مقاومت بالا در برابر خوردگی، همواره مورد توجه مهندسان قرار گرفته است. فناوری‌های نوین استخراج، تصفیه و فرآوری این فلز امکان تولید مواد با کیفیت و خواص دقیق را فراهم ساخته است. امروزه، استفاده از تیتانیوم نه تنها به دلیل ویژگی‌های مکانیکی و حرارتی مطلوب بلکه به دلیل زیست‌سازگاری بی‌نظیر، در حوزه‌های پزشکی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

ویژگی‌ها و کاربردهای تیتانیوم

تیتانیوم دارای مجموعه‌ای از ویژگی‌های برجسته است که آن را از سایر فلزات متمایز می‌کند:

نسبت قدرت به وزن بالا

تیتانیوم در مقایسه با سایر فلزات سنگین، توانایی ارائه مقاومت مکانیکی بالا را با وزن بسیار کم دارد. این ویژگی در صنایع هوافضا و خودروسازی که کاهش وزن از اولویت‌های اصلی است، بسیار حیاتی است.

مقاومت عالی در برابر خوردگی

تشکیل لایه‌ای از اکسید تیتانیوم بر سطح، تیتانیوم را در برابر عوامل خورنده مانند آب شور، اسیدها و محیط‌های صنعتی محافظت می‌کند. این خصوصیت موجب شده تا در صنایعی نظیر شیمیایی، دریایی و نیروگاهی از آن استفاده گسترده شود.

زیست‌سازگاری

تیتانیوم به دلیل واکنش ندادن با بافت‌های زنده، ماده‌ای ایده‌آل برای تولید ایمپلنت‌ها، پروتزها و سایر تجهیزات پزشکی محسوب می‌شود.

خواص حرارتی و مکانیکی

تیتانیوم قادر است در دماهای بالا، ساختار و خواص مکانیکی خود را حفظ کند. این امر آن را به گزینه‌ای مطلوب در ساخت قطعاتی با عملکرد بالا در محیط‌های حرارتی و فشار زیاد تبدیل می‌کند.

طبقه‌بندی گریدهای تیتانیوم

گریدهای تیتانیوم به دو دسته اصلی تقسیم می‌شوند:

تیتانیوم خالص تجاری (گریدهای 1 تا 4):

این گروه از تیتانیوم تقریباً خالص بوده و تفاوت اصلی آن‌ها در میزان اکسیژن و ناخالصی‌هاست که بر خواص مکانیکی و شکل‌پذیری تأثیر می‌گذارد. به‌طور کلی، با افزایش شماره گرید (از 1 تا 4) قدرت افزایش یافته و شکل‌پذیری کاهش می‌یابد.

آلیاژهای تیتانیوم (گریدهای 5 و 6):

در این دسته، عناصر آلیاژی مانند آلومینیوم، وانادیوم یا قلع اضافه می‌شوند تا تیتانیوم از نظر مکانیکی تقویت و برای شرایط با دمای بالا یا بارهای بسیار شدید مناسب شود.

عنصر تیتانیوم

تیتانیوم گرید 1

ترکیب شیمیایی (حداکثر %)

C: 0.08, O: 0.18, N: 0.03, H: 0.015, Fe: 0.20

خواص مکانیکی (حدودی)

مقاومت کششی: 35 ksi، مقاومت تسلیم: 20 ksi، کشیدگی: 24%

ویژگی ها

  • بالاترین شکل‌پذیری در بین گریدها.
  • مقاومت عالی در برابر خوردگی.
  • قدرت پایین‌تر نسبت به سایر گریدها.

کاربرد ها

  • تجهیزات پردازش شیمیایی.
  • کاربردهای دریایی که نیاز به شکل‌پذیری بالا دارند.
  • دستگاه‌های پزشکی مانند پروتزهای نیازمند انعطاف‌پذیری.

تیتانیوم گرید 2

ترکیب شیمیایی (حداکثر %)

C: 0.08, O: 0.25, N: 0.03, H: 0.015, Fe: 0.30

خواص مکانیکی (حدودی)

مقاومت کششی: 50 ksi، مقاومت تسلیم: 40 ksi، کشیدگی: 20%

ویژگی ها

  • قدرت کمی بالاتر از گرید 1.
  • مقاومت عالی در برابر خوردگی.
  • شکل‌پذیری خوب.

کاربرد ها

  • قطعات هوافضا.
  • قطعات خودرو.
  • تجهیزات شیمیایی و پالایش نفت.
  • کارخانجات تبدیل آب شور به شیرین.
  • ساختارهای معماری.
  • کاربردهای دریایی.
  • ایمپلنت‌های پزشکی.
  • تجهیزات تولید برق.

تیتانیوم گرید 3

ترکیب شیمیایی (حداکثر %)

C: 0.08, O: 0.35, N: 0.05, H: 0.015, Fe: 0.30

خواص مکانیکی (حدودی)

مقاومت کششی: 65 ksi، مقاومت تسلیم: 55 ksi، کشیدگی: 18%

ویژگی ها

  • قدرت بالاتر از گریدهای 1 و 2.
  • مقاومت خوب در برابر خوردگی.
  • شکل‌پذیری متوسط.

کاربرد ها

مشابه گرید 2، اما برای نیازهای با قدرت متوسط بیشتر استفاده می‌شود، مانند قطعات هوافضا و تجهیزات صنعتی.

تیتانیوم گرید 4

ترکیب شیمیایی (حداکثر %)

C: 0.08, O: 0.40, N: 0.05, H: 0.015, Fe: 0.50

خواص مکانیکی (حدودی)

80 ksi، مقاومت تسلیم: 70 ksi، کشیدگی: 15%

ویژگی ها

  • قوی‌ترین گرید در بین تیتانیوم‌های خالص تجاری.
  • مقاومت عالی در برابر خوردگی.
  • شکل‌پذیری کمتر نسبت به گریدهای 1 تا 3.

کاربرد ها

  • قطعات هوافضا نیازمند قدرت بالا.
  • کاربردهای صنعتی مانند ماشین‌آلات سنگین.
  • ایمپلنت‌های پزشکی نیازمند مقاومت بالا.

گرید 5 تیتانیوم (Ti-6Al-4V)

ترکیب شیمیایی (%)

آلومینیوم: 5.50-6.75، وانادیوم: 3.50-4.50
C: 0.08 حداکثر، O: 0.20 حداکثر، N: 0.05 حداکثر، H: 0.015 حداکثر، Fe: 0.40 حداکثر.

خواص مکانیکی (حدودی)

مقاومت کششی: 130 ksi، مقاومت تسلیم: 120 ksi، کشیدگی: 10%

ویژگی ها

  • قدرت بسیار بالا، رایج‌ترین آلیاژ تیتانیوم.
  • مقاومت خوب در برابر خوردگی.
  • جوش‌پذیری عالی و قابلیت حرارت‌درمانی.

کاربرد ها

  • هوافضا: ساختار هواپیما، موتورها.
  • پزشکی: ایمپلنت‌ها به دلیل زیست‌سازگاری.
  • خودروسازی: قطعات با عملکرد بالا.
  • دریایی: قطعات نیازمند قدرت و مقاومت در برابر خوردگی.

گرید 6 تیتانیوم (Ti-5Al-2.5Sn)

ترکیب شیمیایی (%)

آلومینیوم: 4.00-6.00، قلع: 2.00-3.00
C: 0.08 حداکثر، O: 0.20 حداکثر، N: 0.03 حداکثر، H: 0.015 حداکثر، Fe: 0.50 حداکثر

خواص مکانیکی (حدودی)

مقاومت کششی: 120 ksi، مقاومت تسلیم: 115 ksi، کشیدگی: 10%.

ویژگی ها

  • قدرت بالا، مشابه گرید 5.
  • جوش‌پذیری عالی.
  • پایداری در دماهای بالا.

کاربرد ها

  • هوافضا: قطعات بدنه هواپیما و موتور جت.
  • کاربردهای دریایی.
  • قطعات مهندسی با عملکرد بالا، مانند تجهیزات صنعتی نیازمند دمای بالا.

خرید تیتانیوم از متالویز

تیتانیوم و آلیاژهای آن، به عنوان اجزای کلیدی صنایع پیشرفته، با ارائه ترکیب منحصر به‌فردی از ویژگی‌ها، نقش مهمی در بهبود کارایی، کاهش هزینه‌های نگهداری و افزایش ایمنی پروژه‌های صنعتی دارند. انتخاب دقیق گرید مناسب، تضمین‌کننده بهره‌وری و پایداری در برابر چالش‌های محیطی و عملیاتی است.

متالویز تامین کننده انواع سوپرآلیاژها و پلیمرهای صنعتی، آماده تامین تیتانیوم در انواع گریدها می‌باشد. جهت کسب اطلاعات بیشتر، دریافت مشاوره و یا ثبت سفارش خرید؛ از طریق واتساپ به شماره 09301028199 با کارشناسان ما در ارتباط باشید.

ورق تیتانیوم گرید 4

نتیجه‌گیری

تیتانیوم با ارائه ترکیبی از خواص فیزیکی و مکانیکی منحصربه‌فرد، در صنایع پیشرفته و عملکردهای حساس کاربرد فراوانی دارد. انتخاب گرید مناسب از میان گریدهای 1 تا 6 به نیازهای خاص پروژه، مانند نیاز به شکل‌پذیری بالا، قدرت، پایداری حرارتی یا مقاومت در برابر خوردگی بستگی دارد.

گریدهای 1 تا 4 با افزایش شماره، از نظر قدرت بهبود می‌یابند اما شکل‌پذیری کاهش می‌یابد؛

آلیاژهای گرید 5 و 6 با افزودن عناصری مانند آلومینیوم، وانادیوم و قلع، قدرت بسیار بالا و خواص حرارتی مطلوبی ارائه می‌دهند.

برای کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره تخصصی جهت انتخاب گرید مناسب، می‌توانید از مشاوره کارشناسان مجرب ما از طریق واتساپ بهره‌مند شوید.