تلعب سبائك التيتانيوم دورًا محوريًا في الصناعات الحديثة بفضل خصائصها الاستثنائية. تشتهر بخفة وزنها ومتانتها العالية ومقاومتها للتآكل، وتُستخدم على نطاق واسع في قطاعات مثل هندسة الطيران والهندسة الطبية والسيارات والهندسة البحرية.
هذه الخصائص الفريدة تجعل سبائك التيتانيوم لا غنى عنها للتطبيقات التي تتطلب المتانة في الظروف القاسية.
الهدف من هذه المدونة هو تقديم مقارنة بين سبائك التيتانيوم المستخدمة بشكل شائع بناءً على خصائصها ومعاييرها، مما يساعد العملاء على اتخاذ قرارات مستنيرة عند اختيار المادة المناسبة لاحتياجاتهم المحددة.
تصنيف سبائك التيتانيوم
يتم تصنيف سبائك التيتانيوم على أساس بنيتها الدقيقة إلى خمس فئات رئيسية:
سبائك ألفا (α):تتكون هذه السبائك بشكل أساسي من التيتانيوم في الطور ألفا، وهي غير قابلة للمعالجة الحرارية وتتميز بمقاومة ممتازة للتآكل والزحف.
سبائك ألفا القريبة:تحتوي هذه السبائك على كميات صغيرة من مثبتات الطور بيتا، مما يعمل على تحسين القوة ومقاومة الزحف في درجات الحرارة المرتفعة.
سبائك ألفا-بيتا (α-β)تحتوي هذه السبائك على طوري ألفا وبيتا، مما يجعلها قابلة للمعالجة الحرارية ومتعددة الاستخدامات. كما أنها توفر توازنًا جيدًا بين القوة والليونة ومقاومة التآكل.
سبائك بيتا (β)تتكون هذه المواد بشكل أساسي من التيتانيوم بيتا الطور، وهي قابلة للمعالجة الحرارية بالكامل، وتوفر أعلى نسبة قوة إلى وزن. كما تتميز بقابلية ممتازة للتشكيل البارد.
سبائك بيتا غير المستقرة:تحتفظ هذه السبائك ببعض الطور ألفا، ويمكن تقويتها من خلال الشيخوخة، مما يوفر توازنًا جيدًا بين القوة والصلابة.
مقارنة الخصائص الرئيسية لسبائك التيتانيوم الشائعة: التيتانيوم من الدرجة الأولى مقابل التيتانيوم من الدرجة الثانية، والخامسة، والسابعة، والتاسعة، والثانية عشرة، والثالثة والعشرين
| درجة سبائك التيتانيوم | التكوين الأساسي | الكثافة (جم/سم³) | قوة الشد القصوى (ميجا باسكال) | الصلابة (HRB/HRC) | نقطة الانصهار (درجة مئوية) | مقاومة التآكل |
|---|---|---|---|---|---|---|
| التيتانيوم من الدرجة الأولى (التيتانيوم النقي) | التيتانيوم النقي | 4.51 جرام/سم3 | ~240 ميجا باسكال | 70 ساعة | <= 1670 درجة مئوية (<= 3040 درجة فهرنهايت) |
مقاومة ممتازة للتآكل، وقابلية جيدة للتشكيل. |
| التيتانيوم من الدرجة الثانية (التيتانيوم النقي) | التيتانيوم النقي | 4.51 جرام/سم3 | ~345 ميجا باسكال | 80 ساعة | <= 1665 درجة مئوية (<= 3029 درجة فهرنهايت) |
مماثل للصف الأول ولكنه أقوى قليلاً، مع مقاومة ممتازة للتآكل. |
| التيتانيوم من الدرجة 5 (Ti-6Al-4V) | التيتانيوم والألمنيوم والفاناديوم | 4.43 جرام/سم3 | ~1000 ميجا باسكال | 36 حقوق الإنسان | <=1660 درجة مئوية (<=3020 درجة فهرنهايت) |
قوة عالية، ومقاومة ممتازة للتآكل، وقابلية جيدة للتشغيل الآلي. |
| التيتانيوم الدرجة 7 | التيتانيوم والبلاديوم | 4.51 جرام/سم3 | ~344 ميجا باسكال | 75 ساعة | <= 1665 درجة مئوية (<= 3029 درجة فهرنهايت) |
مماثل للدرجة 2 ولكن مع إضافة البلاديوم لتعزيز مقاومة التآكل. |
| تيتانيوم درجة 9 (Ti-3Al-2.5V) | التيتانيوم والألمنيوم والفاناديوم | 4.48 جرام/سم3 | ~620 ميجا باسكال | 102 ساعة عمل | ≤ 1700 درجة مئوية (≤ 3090 درجة فهرنهايت) |
سبيكة متوسطة القوة ذات مقاومة جيدة للتآكل وقابلية للتشكيل. |
| التيتانيوم الصف 12 (Ti-0.3Mo-0.8Ni) | التيتانيوم، الموليبدينوم، النيكل | 4.51 جرام/سم3 | ~450 ميجا باسكال | 99 ساعة في الساعة | <= 1660 درجة مئوية (<= 3020 درجة فهرنهايت) |
يوفر قوة جيدة ومقاومة عالية للتآكل في البيئات الحمضية. |
| تيتانيوم درجة 23 (Ti-6Al-4V ELI) | التيتانيوم والألمنيوم والفاناديوم | 4.43 جرام/سم3 | ~895 ميجا باسكال | 35 حقوق الإنسان | <= 1660 درجة مئوية (<= 3020 درجة فهرنهايت) |
نسخة منخفضة للغاية من الدرجة 5 لتحسين التوافق البيولوجي. |
تطبيقات سبائك التيتانيوم
الفضاء الجوي:تستخدم سبائك التيتانيوم، مثل TC4 (Ti-6Al-4V)، في هياكل الطائرات ومحركات التوربينات بسبب قوتها العالية ووزنها المنخفض ومقاومتها لدرجات الحرارة القصوى.
الأجهزة الطبية:إن التوافق الحيوي والمقاوم للتآكل يجعل سبائك التيتانيوم مثالية للزرعات العظمية والأدوات الجراحية وزرع الأسنان، مما يضمن السلامة والمتانة داخل جسم الإنسان.
الهندسة البحرية:تتمتع مادة التيتانيوم بمقاومة فائقة للتآكل مما يجعلها مثالية للمعدات وخطوط الأنابيب تحت الماء، حيث يجب أن تتحمل المواد بيئات مياه البحر القاسية.
صناعة السياراتفي مركبات السباق والأداء، تعمل سبائك التيتانيوم على تحسين أجزاء المحرك وأنظمة العادم من خلال تقديم حل خفيف الوزن ولكنه قوي، مما يعزز الكفاءة والسرعة.
خاتمة
سبائك التيتانيوم أساسية في الصناعات التي تتطلب خفة الوزن ومقاومة التآكل، من الفضاء إلى الرعاية الصحية. سواءً كان الأمر يتعلق بتقليل وزن الطائرات أو تصنيع غرسات طبية متينة، فإن هذه المواد تُقدم أداءً رائعًا. تضمن خبرة HDC العميقة حلولاً مُصممة خصيصًا من سبائك التيتانيوم تُلبي احتياجاتك الفريدة تمامًا، لأنه في هذه الصناعات، لا مجال للتخمين.
اكتشف المزيد مع منشورات مدونتنا.
المشاركات الاخيرة
اكتشف المزيد عن منتجاتنا.
المنتجات ذات الصلة
اقتباس فوري!