Титан: технологичната звезда и пионер в приложението на революцията в производителността на стоманата

Стоманата и титанът са често използвани метали в производството поради тяхната отлична здравина, твърдост и други физични и механични свойства.
Стоманата е сплав от желязо и въглерод, като съдържанието на въглерод варира от 0.2% до 2.1% от теглото. Въпреки че желязото и въглеродът са основните съставки, могат да присъстват малки количества други елементи като манган, силиций и фосфор. Има няколко вида стомана, категоризирани според съдържанието на въглерод, легиращи елементи и процеси на термична обработка. Те включват мека стомана, неръждаема стомана и високоякостна нисколегирана стомана. Стоманата е известна със своята здравина, издръжливост и гъвкавост, което я прави подходяща за широк спектър от приложения. Употребата му обхваща всичко - от строителство и автомобили до инструменти и прибори за хранене.
Титанът е химичен елемент със символ Ti с атомен номер 22. Той е лъскав преходен метал със сребрист цвят, ниска плътност и висока якост. Въпреки че е толкова силен, колкото стоманата, той е значително по-малко плътен, което го прави предпочитаният метал за приложения, където съотношението якост към тегло е критично.

В нелегираното си състояние титанът е толкова силен, колкото някои стомани, но по-малко плътен. Когато се легира с други елементи като алуминий и ванадий, той може да бъде значително подсилен. Двете основни приложения на титана са космически (самолети, космически кораби и ракети) и промишлени приложения, тъй като е лек, здрав и устойчив на корозия дори при високи температури.
I. Влияние на титана върху микроструктурата и термичната обработка на стоманата
① Титанът и азотът, кислородът, въглеродът имат много силен афинитет, са добър дезоксидиращ и дегазиращ агент и фиксиращи азот и въглеродни ефективни елементи.
② комбинацията от титан и въглеродни съединения (TiC) е изключително силна, висока стабилност, само нагрята до повече от 1000 градуса ще се разтвори бавно в твърдия разтвор на желязото, TiC частиците трябва да предотвратят растежа на стоманените зърна и загрубяването на ролята.
(iii) Титанът е един от силните феритообразуващи елементи, така че областта на аустенитната фаза е стеснена. Титан в твърд разтвор за подобряване на закаляването на стоманата, докато присъствието на TiC частици за намаляване на закаляването на стоманата.
④ Когато съдържанието на титан достигне определена стойност, може да възникне утаително втвърдяване поради дифузно утаяване на TiFe2.
Второ, влиянието на титана върху механичните свойства на стоманата
① Когато титанът съществува в твърд разтвор във ферита, неговият укрепващ ефект е по-висок от алуминий, манган, никел, молибден и др., последван от берилий, фосфор, мед, силиций.
② Ефектът на титана върху механичните свойства на стоманата зависи от формата, в която съществува, съотношението на съдържанието на Ti и C и метода на топлинна обработка. Масовата фракция на титан от {{0}}.03% до 0,1% от границата на провлачване може да бъде подобрена, но когато съотношението на съдържанието на Ti и C е повече от 4, неговата здравина и издръжливост рязко намаляват.
(iii) Титанът подобрява издръжливостта и устойчивостта на пълзене.
(iv) Титанът има подобряващ ефект върху якостта на стоманата, особено ударната якост при ниски температури.
Трето, влиянието на титана върху физичните, химичните и процесните свойства на стоманата
①Подобрете стабилността на стоманата при висока температура, високо налягане и водород.
② титанът може да подобри устойчивостта на корозия на неръждаемата стомана, устойчива на киселини, особено устойчивостта на междукристална корозия.
③ В нисковъглеродната стомана, когато съотношението на съдържанието на Ti и C достигне повече от 4,5, тя има добра устойчивост на корозия под напрежение и алкална крехкост, тъй като кислородът, азотът и въглеродът са фиксирани.
(iv) Добавянето на титан към стомана с масова част на хром от 4%-6% подобрява устойчивостта на окисляване на стоманата при високи температури.
⑤ Добавянето на титан към стоманата може да насърчи образуването на азотиращ слой и необходимата повърхностна твърдост може да се получи по-бързо. Стоманите, съдържащи титан, се наричат ​​"стомани с бързо азотиране" и могат да се използват за производство на високопрецизни винтове.
⑥Подобрете заваряемостта на нисковъглеродна манганова стомана и високолегирана неръждаема натриева сплав.
Приложение на титан в стомана
①Масова част на титан от повече от 0.025% може да се счита за легиращ елемент.
② титан като легиращ елемент в обикновена нисколегирана стомана, легирана структурна стомана, легирана инструментална стомана, високоскоростна инструментална стомана, неръждаема стомана, киселинноустойчива стомана, топлоустойчива стомана без кожата, сплави с постоянен магнит и лята стомана се използват широко.
③Титанът е бил използван като разнообразие от модерни материали, превърнал се във важен стратегически материал, използването на повече от половината от космическата индустрия, като авиационни космически кораби, силови машини.