The Role Of The Metal

Titanium(Ti) er et overgangsmetal i gruppe 4 (titan-undergruppen) i periode 4 i det periodiske system, med symbolet Ti, atomnummer 22 og relativ atommasse 47,867. Titanium er et hårdt, skinnende, sølvagtigt-hvidt metal, der findes i en sekskantet fase og en kubisk fase. Den har en relativ massefylde på 4.506, et smeltepunkt på 1.668 grader og et kogepunkt på 3.287 grader. Dens resistivitet er 42 × 10⁻⁸ Ω·m (ved 20 grader). I naturen forekommer det primært som rutil, perovskit og ilmenit. Svamp titanium fremstilles ved at reducere titantetrachlorid med magnesium ved høje temperaturer, og titanium ingots opnås derefter ved at smelte svampen ved hjælp af lysbuemetoden.

Titanium besidder exceptionelle egenskaber, som har ført til dets udbredte brug. Dets vigtigste anvendelser omfatter: rumfart, skibsbygning, kemisk og petrokemisk industri, transport, forsvar, marine, elproduktion, byggeri, metallurgi, medicinsk udstyr, sportsudstyr, forbrugsvarer og let industri.

Rent titanium bruges sjældent i praktiske applikationer på grund af dets lave styrke, hvilket gør det uegnet som konstruktionsmateriale. Derfor er titanlegeringer overvejende brugt i praktiske applikationer. Flydende titanium kan opløse næsten alle metaller, så det kan danne legeringer med en lang række metaller; aluminium er det primære legeringselement i titanlegeringer. Tilstedeværelsen af urenheder i titanium har en betydelig indvirkning på dets mekaniske egenskaber; især interstitielle urenheder (ilt, nitrogen og kulstof) kan i høj grad øge titaniums styrke og samtidig reducere dets duktilitet betydeligt. De fremragende mekaniske egenskaber af titanlegeringer som strukturelle materialer opnås gennem streng kontrol af passende urenhedsniveauer eller tilføjelse af legeringselementer.

Titaniumlegeringer kan klassificeres efter anvendelse i varme-resistente legeringer, høj-styrkelegeringer, korrosionsbestandige-legeringer (såsom titanium-molybdæn og titanium-palladiumlegeringer), lav-speciallegeringer{6} og speciallegeringer{6}, titanium-jernbrintelagermaterialer og titanium-nikkel-formhukommelseslegeringer).

Smelteprocessen for titanlegeringer ligner den for titanium, bortset fra at tilsætningen af forskellige legeringselementer til smeltet titanium kontrolleres nøje. I øjeblikket anvender vestlige lande som USA og Japan nye smelteteknologier af titanlegeringer, herunder elektronstråle-kolde ovne og plasma-kolde ovne. Elektronstrålekoldeovne er med succes blevet anvendt til smeltning af rent titanium og GR5-legeringer, mens plasmastråleteknologi er den mest effektive metode til at smelte titanlegeringer med komplekse sammensætninger. Rusland har udviklet en smelteteknologi, der ligner den kolde-herdeovn, kendt som "crust-slaggero{6}}slagger." Derudover har kold-digelsmeltningsteknologi oplevet betydelige fremskridt i de seneste år. Når det kombineres med centrifugalstøbeprocessen til præcisionsstøbning af titaniumstøbegods, bliver der i øjeblikket fremstillet en anden-generations kold-digelsmelteovn. Denne ovn vil i høj grad øge smeltekapaciteten, forkorte smeltetiden, muliggøre fuldstændig suspenderet smeltning og eliminere dannelse af metalskorpe.

En anden nøglefaktor, der begrænser den udbredte anvendelse af titanlegeringer, er, at deres lave termiske ledningsevne, høje hårdhed, lave elasticitetsmodul og kemiske reaktivitet ved høje temperaturer gør dem vanskelige at bearbejde, smed og svejse. De tekniske udfordringer forbundet med nikkel- og titanlegeringer-og de deraf følgende høje omkostninger-gør det vanskeligt at bruge dem i stor skala; dog er deres udvalg af fremragende egenskaber simpelthen for attraktivt til at forbedre ydeevnen af våben og militært udstyr.

Den øgede brug af titanlegeringer i rumfartssektoren skyldes ikke kun deres iboende fremragende egenskaber, men, endnu vigtigere, hurtige fremskridt inden for præcisionsformningsteknologier. Fremkomsten af præcisionsstøbeteknologi til store, monolitiske og komplekse titanlegeringskomponenter har åbnet nye muligheder for at udvide brugen af titanlegeringer i flykroppe og flymotorer. F-22 anvender i vid udstrækning præcisionsstøbte titanlegeringskomponenter (54 i alt) i det lodrette halerors aktuatorhus og andre kritiske lastbærende områder, hvilket tegner sig for ca. 7,1 % af den samlede strukturelle vægt.

Titanium metal Titanium Sheet factory