هل التيتانيوم مادة جديدة خفيفة الوزن؟

التيتانيوم هو نوع جديد من المواد خفيفة الوزن.سبائك التيتانيومتم تطويره لمدة 60 إلى 70 عامًا فقط. في عام 1954، تم تطوير مواد سبائك التيتانيوم من قبل الشركات الأمريكية. أولاً، دعونا نقدم التيتانيوم النقي الصناعي. وفقا لمحتوى الشوائب والخواص الميكانيكية، يمكن تقسيمها إلى ثلاث درجات: TA1، TA2، وTA3. كلما زاد رقم الدرجة، زاد محتوى الشوائب، وزادت قوة التيتانيوم، ولكن اللدونة ستنخفض. التيتانيوم النقي الصناعي عبارة عن سبيكة تيتانيوم شائعة الاستخدام في الطيران وبناء السفن والكيمياء وما إلى ذلك. وهي تستخدم بشكل أساسي في بعض الأجزاء ذات متطلبات قوة العمل المنخفضة التي تقل عن 350 درجة. إذا كنت ترغب في الحصول على بعض المواد ذات الأداء الأفضل، فأنت بحاجة إلى إضافة كمية مناسبة من عناصر السبائك إلى التيتانيوم النقي الصناعي، وهوسبائك التيتانيوم. سيتم تحسين القوة واللدونة ومقاومة الأكسدة لسبائك التيتانيوم بشكل كبير. يمكن تقسيم سبائك التيتانيوم إلى ثلاث فئات وفقًا لتنظيم المعالجة الحرارية: سبيكة تيتانيوم، وسبائك تيتانيوم ب، وسبائك تيتانيوم أ+ب. تتمتع سبائك التيتانيوم بتنظيم مستقر وأداء لحام جيد. وهو المكون الرئيسي لسبائك التيتانيوم المقاومة للحرارة، ولكن قوة درجة حرارة الغرفة منخفضة واللدونة ليست عالية بما فيه الكفاية. يتم تقوية سبائك التيتانيوم a+b عن طريق المعالجة الحرارية، ولها قوة عالية في درجة حرارة الغرفة ومقاومة جيدة للحرارة عند درجة حرارة متوسطة، ولكن هيكلها غير مستقر وله أداء لحام جيد. تتميز سبائك التيتانيوم b بأداء جيد في التشكيل والمعالجة، وهو أساس لتطوير سبائك التيتانيوم عالية القوة. في الواقع، التيتانيوم المعدن الرئيسي الذي يشكل مادة سبائك التيتانيوم ليس نادرا. يشكل محتوى التيتانيوم على الأرض 0.45% من إجمالي القشرة الأرضية، ويأتي في المرتبة الثانية بعد العناصر المعدنية مثل المغنيسيوم والألومنيوم والحديد. ومع ذلك، نظرا لقسوة سبائك التيتانيوم للبيئة المعدنية، فإن السعر الحالي لسبائك التيتانيوم مرتفع نسبيا.

ثانيًا، باعتبارها معدنًا شابًا وخفيف الوزن، فإن سبائك التيتانيوم لها خصائصها الخاصة. ومن بين جميع المعادن، يتمتع التيتانيوم بأعلى نسبة وزن إلى قوة، كما أن وزنه أخف من الفولاذ بنسبة 44%، لكن قوته الميكانيكية تشبه قوة الفولاذ وأقوى بثلاث مرات من الألومنيوم. تتميز سبائك التيتانيوم بمقاومة قوية للغاية للتآكل ويمكن استخدامها في البيئات المسببة للتآكل مثل الأحماض والقلويات القوية، ولها مقاومة جيدة للأكسدة. يمكن أن يتحمل الأكسدة التي تتحمل درجات الحرارة العالية، وليس من السهل أن يصدأ، ويمكن استخدامه في البيئات ذات درجات الحرارة العالية. تتميز سبائك التيتانيوم بقوة شد عالية، وقوتها وصلابتها أعلى من الفولاذ المقاوم للصدأ العادي. على غرار الألومنيوم، يتم تغطية التيتانيوم أيضًا بطبقة كثيفة تسبب الحكة في درجة حرارة الغرفة. كما أن خصائصها غير السامة وغير المغناطيسية مناسبة جدًا للإنتاج الصناعي. يعتبر التيتانيوم المعدن الأكثر توافقاً مع جسم الإنسان ويستخدم أيضاً في المجال الطبي مثل دعامات القلب وألواح التيتانيوم المستخدمة في تقويم العظام وغيرها.

الآنسبائك التيتانيومكما أنها تستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران، والبناء، والإلكترونيات، والمواد الكيميائية، والهندسة البحرية، والسلع الاستهلاكية اليومية، وما إلى ذلك.