शुद्ध टाइटेनियम छड़ और टाइटेनियम मिश्र धातु छड़ सामग्री का परिचय

टाइटेनियम और टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अच्छी वेल्डिंग, गर्म और ठंडे दबाव प्रसंस्करण और यांत्रिक प्रसंस्करण गुण होते हैं, और आपूर्ति के लिए विभिन्न टाइटेनियम प्रोफाइल, टाइटेनियम छड़, टाइटेनियम प्लेट और टाइटेनियम पाइप में संसाधित किया जा सकता है।

टाइटेनियम एक आदर्श संरचनात्मक सामग्री है। टाइटेनियम का घनत्व अधिक नहीं है, केवल 4.5g/m3 है, जो स्टील की तुलना में 43% हल्का है। हालाँकि, टाइटेनियम लोहे से दोगुना और शुद्ध एल्युमीनियम से लगभग 5 गुना अधिक मजबूत है। इसमें कम घनत्व और उच्च शक्ति गुण होते हैं। उच्च शक्ति और कम घनत्व का यह संयोजन टाइटेनियम छड़ों को प्रौद्योगिकी में बहुत महत्वपूर्ण स्थान देता है। साथ ही, टाइटेनियम मिश्र धातु की छड़ों का संक्षारण प्रतिरोध स्टेनलेस स्टील के करीब या उससे अधिक है, इसलिए इसका व्यापक रूप से पेट्रोलियम, रसायन, कीटनाशकों, रंग, पेपरमेकिंग, हल्के उद्योग, विमानन, एयरोस्पेस विकास, महासागर इंजीनियरिंग और में उपयोग किया जाता है। वगैरह।

टाइटेनियम मिश्र धातुउच्च विशिष्ट शक्ति (घनत्व की तुलना में शक्ति का अनुपात) होती है। टाइटेनियम मिश्र धातु की छड़ें और शुद्ध टाइटेनियम की छड़ें विमानन, सैन्य उद्योग, जहाज निर्माण, रसायन उद्योग, धातु विज्ञान, मशीनरी, चिकित्सा और अन्य क्षेत्रों में अपूरणीय भूमिका निभाती हैं। उदाहरण के लिए, गर्मी उपचार के बाद, टाइटेनियम और एल्यूमीनियम, क्रोमियम, वैनेडियम, मोलिब्डेनम, मैंगनीज और अन्य तत्वों से बने मिश्र धातु की अधिकतम ताकत 1176 होती है। समान शक्ति वाले मिश्र धातु इस्पात की विशिष्ट शक्ति केवल 15 है। टाइटेनियम मिश्र धातु में न केवल उच्च शक्ति होती है बल्कि संक्षारण प्रतिरोधी भी होती है, इसलिए इन्हें जहाज निर्माण, रासायनिक मशीनरी, चिकित्सा उपकरण और अन्य क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। उनमें से, संक्षारण प्रतिरोधी टाइटेनियम मिश्र धातु का उपयोग मुख्य रूप से विभिन्न अत्यधिक संक्षारक वातावरणों में रिएक्टरों, टावरों, आटोक्लेव, हीट एक्सचेंजर्स, पंप, वाल्व, सेंट्रीफ्यूज, पाइप, फिटिंग, इलेक्ट्रोलाइज़र इत्यादि में किया जाता है। हालाँकि, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की उच्च कीमत इसके अनुप्रयोगों को सीमित करती है।

विभिन्न प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं के अनुप्रयोग

1. टाइटेनियम आयोडाइड, व्यापार नाम TAD: यह आयोडिनेशन विधि द्वारा प्राप्त उच्च शुद्धता वाला टाइटेनियम है, इसलिए इसे टाइटेनियम आयोडाइड या रासायनिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम कहा जाता है। हालाँकि, इसमें अभी भी ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और कार्बन जैसे अंतरालीय अशुद्धता तत्व शामिल हैं, जो शुद्ध टाइटेनियम के यांत्रिक गुणों पर बहुत प्रभाव डालते हैं। जैसे-जैसे टाइटेनियम की शुद्धता बढ़ती है, टाइटेनियम की ताकत और कठोरता काफी कम हो जाती है; इसलिए, इसकी विशेषता है: अच्छी रासायनिक स्थिरता, लेकिन कम ताकत। उच्च शुद्धता वाले टाइटेनियम की कम ताकत के कारण, संरचनात्मक सामग्री के रूप में इसका उपयोग कम महत्व का है, इसलिए इसका उपयोग उद्योग में शायद ही कभी किया जाता है। वर्तमान में, औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम छड़ें और टाइटेनियम मिश्र धातु छड़ें उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।

2. औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम: रासायनिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम के विपरीत, औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम में बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, कार्बन और कई अन्य अशुद्धता तत्व (जैसे लोहा, सिलिकॉन, आदि) होते हैं। इसकी प्रकृति में मिश्रधातु की मात्रा कम है। टाइटेनियम मिश्र धातु। रासायनिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम की तुलना में, इसकी ताकत में काफी सुधार हुआ है क्योंकि इसमें अशुद्धता तत्व अधिक हैं। इसके यांत्रिक और रासायनिक गुण स्टेनलेस स्टील के समान हैं (लेकिन फिर भी टाइटेनियम मिश्र धातुओं की तुलना में कम मजबूत हैं)। औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम की विशेषताएं हैं: कम ताकत, लेकिन अच्छी प्लास्टिसिटी, प्रक्रिया करने में आसान, स्टैम्प और वेल्ड, और अच्छी मशीनेबिलिटी है; इसका वायुमंडल, समुद्री जल, गीला क्लोरीन, ऑक्सीकरण, तटस्थ और कमजोर रूप से कम करने वाले मीडिया में अच्छा प्रदर्शन है। प्रदर्शन। संक्षारण प्रतिरोध और ऑक्सीकरण प्रतिरोध अधिकांश ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स से बेहतर हैं; लेकिन गर्मी प्रतिरोध खराब है, और उपयोग का तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए। औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम को अशुद्धता सामग्री के आधार पर तीन ग्रेडों में विभाजित किया गया है: GR1, GR2, और GR3। इन तीन प्रकार के औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम के अंतरालीय अशुद्धता तत्व धीरे-धीरे बढ़ते हैं, इसलिए उनकी यांत्रिक शक्ति और कठोरता भी धीरे-धीरे बढ़ती है, लेकिन प्लास्टिसिटी और कठोरता तदनुसार कम हो जाती है। उद्योग में आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम अपने मध्यम संक्षारण प्रतिरोध और व्यापक यांत्रिक गुणों के कारण GR2 है। जीआर3 का उपयोग तब किया जा सकता है जब पहनने के प्रतिरोध और ताकत की आवश्यकताएं अधिक हों। बेहतर फॉर्मिंग प्रदर्शन की आवश्यकता होने पर GR1 का चयन किया जा सकता है।

औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम का उपयोग मुख्य रूप से 350 डिग्री से नीचे काम करने वाले तापमान और कम तनाव वाले भागों और संक्षारण प्रतिरोधी संरचनात्मक भागों पर मोहर लगाने के लिए किया जाता है, लेकिन अच्छी प्लास्टिसिटी की आवश्यकता होती है, जैसे कि विमान फ्रेम, खाल, इंजन सहायक उपकरण, आदि; जहाजों के लिए समुद्री जल संक्षारण प्रतिरोधी पाइप, वाल्व और पंप। और हाइड्रोफॉयल, अलवणीकरण प्रणाली घटक; रासायनिक ताप विनिमायक, पंप निकाय, आसवन टावर, कूलर, आंदोलनकारी, टीज़, प्ररित करनेवाला, फास्टनरों, आयन पंप, कंप्रेसर वाल्व और डीजल इंजन पिस्टन, कनेक्टिंग रॉड, प्लेट हुआंग आदि।

3. -प्रकार टाइटेनियम मिश्र धातु, ब्रांड GR4 टाइटेनियम रॉड, BT5 टाइटेनियम रॉड, GR6 टाइटेनियम रॉड: इस प्रकार का मिश्र धातु कमरे के तापमान और सेवा तापमान पर एक प्रकार की एकल-चरण स्थिति में है, और गर्मी उपचार द्वारा मजबूत नहीं किया जा सकता है (एनीलिंग गर्मी उपचार का एकमात्र रूप है) ). मुख्य रूप से ठोस समाधान सुदृढ़ीकरण पर निर्भर करता है। कमरे के तापमान की ताकत आम तौर पर -प्रकार और - - प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं से कम होती है (लेकिन औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम से अधिक होती है), लेकिन उच्च तापमान (500-600 डिग्री) पर ताकत और रेंगने की ताकत तीनों में सबसे ज्यादा होती है टाइटेनियम मिश्र धातुओं के प्रकार; संरचना इसमें अच्छी स्थिरता, ऑक्सीकरण प्रतिरोध और वेल्डिंग प्रदर्शन, साथ ही अच्छा संक्षारण प्रतिरोध और काटने की प्रक्रिया क्षमता है, लेकिन इसकी प्लास्टिसिटी कम है (थर्माप्लास्टिकिटी अभी भी अच्छी है) और इसके कमरे के तापमान पर मुद्रांकन प्रदर्शन खराब है। उनमें से, GR6 का सबसे अधिक उपयोग किया जाता है। इसमें एनील्ड अवस्था में मध्यम से उच्च शक्ति और पर्याप्त प्लास्टिसिटी होती है। इसमें अच्छी वेल्डेबिलिटी है और इसे 500 डिग्री से नीचे इस्तेमाल किया जा सकता है। जब अंतरालीय अशुद्धता तत्वों (ऑक्सीजन, हाइड्रोजन, नाइट्रोजन, आदि) की सामग्री बेहद कम होती है, तो इसमें अल्ट्रा-कम तापमान पर भी अच्छी क्रूरता और व्यापक यांत्रिक गुण होते हैं, जो इसे उत्कृष्ट अल्ट्रा-कम तापमान मिश्र धातुओं में से एक बनाता है।

जीआर4 की तन्यता ताकत औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम की तुलना में थोड़ी अधिक है और इसका उपयोग मध्यम शक्ति सीमा में संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जा सकता है। हमारे देश में मुख्य रूप से वेल्डिंग तार के रूप में उपयोग किया जाता है। TA5 और BT5 का उपयोग 400 डिग्री से नीचे के संक्षारक मीडिया में काम करने वाले भागों और वेल्ड के लिए किया जाता है, जैसे कि विमान की खाल, फ्रेम के हिस्से, कंप्रेसर केसिंग, ब्लेड, जहाज के हिस्से आदि। GR6 का उपयोग संरचनात्मक भागों और विभिन्न डाई फोर्जिंग के लिए किया जाता है जो 500 डिग्री पर काम करते हैं। लंबे समय तक, और अल्पकालिक उपयोग के लिए 900 डिग्री तक पहुंच सकता है। इसका उपयोग अति-निम्न तापमान ({{9%) डिग्री) भागों (जैसे अति-निम्न तापमान कंटेनर) के लिए भी किया जा सकता है।

4. -प्रकार टाइटेनियम मिश्र धातु, ब्रांड TB2: इस प्रकार के मिश्रधातु के मुख्य मिश्रधातु तत्व मोलिब्डेनम, क्रोमियम और वैनेडियम जैसे चरण स्थिरीकरण तत्व हैं। सामान्यीकरण और शमन के दौरान, उच्च तापमान चरण को कमरे के तापमान पर बनाए रखना और अधिक स्थिर चरण संरचना प्राप्त करना आसान होता है, इसलिए इसे -टाइप टाइटेनियम मिश्र धातु कहा जाता है। -प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातु को गर्मी उपचार के माध्यम से मजबूत किया जा सकता है, इसमें उच्च शक्ति होती है, और इसमें अच्छा वेल्डिंग प्रदर्शन और दबाव प्रसंस्करण प्रदर्शन होता है; हालाँकि, इसका प्रदर्शन पर्याप्त रूप से स्थिर नहीं है, गलाने की प्रक्रिया जटिल है, और इसका अनुप्रयोग -प्रकार और - -प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं जितना व्यापक नहीं है। जिन भागों का उपयोग 350 डिग्री से नीचे किया जा सकता है, उनका उपयोग मुख्य रूप से समग्र ताप उपचार (ठोस समाधान, उम्र बढ़ने) के साथ विभिन्न प्लेट स्टांपिंग और वेल्डेड भागों के निर्माण के लिए किया जाता है; जैसे कंप्रेसर ब्लेड, डिस्क, शाफ्ट और अन्य हेवी-ड्यूटी घूमने वाले हिस्से, साथ ही विमान के हिस्से आदि। टीबी2 मिश्र धातु को आम तौर पर समाधान-उपचारित अवस्था में वितरित किया जाता है और समाधान की उम्र बढ़ने के बाद उपयोग किया जाता है।

5. आमतौर पर इस्तेमाल किये जाने वाले ग्रेड टाइटेनियम की छड़ें और टाइटेनियम मिश्र धातु की टाइटेनियम छड़ेंबीटी 3-1 टाइटेनियम छड़ें और टीआई -662 टाइटेनियम छड़ें हैं: इस प्रकार का मिश्र धातु कमरे के तापमान पर दो-चरण संरचना प्रदर्शित करता है, इसलिए इसका नाम टाइटेनियम मिश्र धातु है। इसमें अच्छे व्यापक यांत्रिक गुण हैं, और उनमें से अधिकांश को गर्मी उपचार द्वारा मजबूत किया जा सकता है (लेकिन Ti{{3}AL-1.5Mn, Ti{6}}AL-1.5Mn, और TC7 को ताप उपचार द्वारा मजबूत नहीं किया जा सकता)। इसमें अच्छी फोर्जिंग, स्टैम्पिंग और वेल्डिंग गुण हैं, इसे मशीनीकृत किया जा सकता है, कमरे के तापमान पर उच्च शक्ति है, और 150-500 डिग्री से नीचे उच्च शक्ति है। ऊष्मा प्रतिरोध, कुछ (जैसे कि Ti-2AL-1.5Mn, Ti-4AL-1.5Mn, Ti-5AL-4V , GR5) में कम तापमान की कठोरता और समुद्री जल तनाव संक्षारण और गर्म नमक तनाव संक्षारण के लिए अच्छा प्रतिरोध भी है; नुकसान यह है कि संरचना पर्याप्त रूप से स्थिर नहीं है।

GR5 इस प्रकार का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला मिश्र धातु है, और जीआर5 टाइटेनियम छड़ों की खपत मौजूदा टाइटेनियम मिश्र धातु उत्पादन का लगभग आधा है। मिश्र धातु में न केवल अच्छे कमरे के तापमान, उच्च तापमान और कम तापमान वाले यांत्रिक गुण हैं, बल्कि विभिन्न प्रकार के मीडिया में उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध भी है। इसे वेल्ड भी किया जा सकता है, गर्म बनाया जा सकता है, ठंडा बनाया जा सकता है, और मजबूत करने के लिए गर्मी का उपचार भी किया जा सकता है; इसलिए, इसका व्यापक रूप से एयरोस्पेस, जहाज निर्माण, रासायनिक उद्योग और अन्य औद्योगिक क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। Ti-2AL-1.5Mn और Ti{4}AL-1.5Mn का उपयोग भागों, वेल्डेड भागों, डाई फोर्जिंग और 400 डिग्री के तहत काम करने वाले मुड़े हुए हिस्सों पर मोहर लगाने के लिए किया जा सकता है। दोनों मिश्र धातुओं का उपयोग कम तापमान वाली संरचनात्मक सामग्री के रूप में भी किया जाता है। Ti{9}}AL-4V और GR5 का उपयोग 400 डिग्री से नीचे लंबे समय तक काम करने वाले हिस्सों, संरचनात्मक मॉड्यूल, विभिन्न कंटेनर, पंप, क्रायोजेनिक घटकों, जहाज के दबाव-प्रतिरोधी गोले, टैंक ट्रैक आदि के रूप में किया जा सकता है। , Ti{{15}AL-1.5Mn और Ti{18}}AL-1.5Mn से अधिक ताकत के साथ। बीटी 3-1 का उपयोग 400 डिग्री से नीचे किया जा सकता है और इसका उपयोग मुख्य रूप से एयरो-इंजन संरचनात्मक सामग्री के रूप में किया जाता है। TC9 का उपयोग उन हिस्सों के निर्माण के लिए किया जा सकता है जो लंबे समय तक 560 डिग्री से नीचे काम करते हैं, और इसका उपयोग मुख्य रूप से विमान जेट इंजन के कंप्रेसर डिस्क और ब्लेड के लिए किया जाता है।

Ti-662 का उपयोग उन हिस्सों के निर्माण के लिए किया जा सकता है जो लंबे समय तक 450 डिग्री से नीचे संचालित होते हैं, जैसे विमान संरचनात्मक हिस्से, लैंडिंग गियर, हनीकॉम्ब कनेक्शन हिस्से, मिसाइल इंजन आवरण, हथियार संरचनात्मक हिस्से इत्यादि।