शुद्धटाइटेनियम की छड़ेंऔर टाइटेनियम मिश्र धातु की छड़ों का उपयोग औद्योगिक, चिकित्सा और एयरोस्पेस क्षेत्रों में अधिक से अधिक व्यापक रूप से किया जा रहा है। निम्नलिखित में, हम दोनों के बीच के अंतरों की जांच करेंगे।
शुद्ध टाइटेनियम: शुद्ध टाइटेनियम 99% टाइटेनियम है और उच्च संक्षारण और एसिड प्रतिरोध प्रदान करता है। उद्योग में आमतौर पर उपयोग किया जाने वाला औद्योगिक - ग्रेड शुद्ध टाइटेनियम Gr2 है, जो अपने मध्यम संक्षारण प्रतिरोध और समग्र यांत्रिक गुणों के कारण मशीन में अपेक्षाकृत आसान है।
Gr2 एकल चरण वाला एक औद्योगिक - ग्रेड टाइटेनियम है। यह अपने मध्यम संक्षारण प्रतिरोध और समग्र यांत्रिक गुणों के कारण उद्योग में सबसे अधिक उपयोग किया जाने वाला औद्योगिक ग्रेड शुद्ध टाइटेनियम है। TA3 का उपयोग तब किया जा सकता है जब उच्च पहनने के प्रतिरोध और ताकत की आवश्यकता होती है। बेहतर फॉर्मेबिलिटी की आवश्यकता होने पर Gr1 का उपयोग किया जा सकता है।
"कम तापीय चालकता" का मतलब है कि गर्मी हस्तांतरण धीमा है। धीमी गर्मी हस्तांतरण के कारण मशीनिंग के दौरान स्थानीयकृत गर्मी जमा हो जाती है, जिससे काटने के उपकरण आसानी से जल सकते हैं। इसलिए, अत्यधिक गर्मी उत्पादन को रोकने के लिए, टाइटेनियम मिश्र धातुओं की मशीनिंग करते समय काटने की गति बहुत कम रखी जाती है, जिसके परिणामस्वरूप मशीनिंग में बहुत लंबा समय लगता है।
औद्योगिक {{0}ग्रेड शुद्ध टाइटेनियम को अशुद्धता सामग्री के आधार पर तीन ग्रेड -Gr1, Gr2, और Gr3 में वर्गीकृत किया गया है। इन तीन ग्रेडों में अंतरालीय अशुद्धता तत्वों का स्तर धीरे-धीरे बढ़ता है, जिसके परिणामस्वरूप यांत्रिक शक्ति और कठोरता में एक समान चरणबद्ध वृद्धि होती है, लेकिन लचीलापन और कठोरता में एक समान कमी आती है।
अपने मध्यम संक्षारण प्रतिरोध और समग्र यांत्रिक गुणों के कारण उद्योग में जीआर2 औद्योगिक शुद्ध टाइटेनियम का सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ग्रेड है। Gr3 का उपयोग तब किया जा सकता है जब उच्च पहनने के प्रतिरोध और ताकत की आवश्यकता होती है। बेहतर फॉर्मेबिलिटी की आवश्यकता होने पर Gr1 का उपयोग किया जा सकता है।
चीनी राष्ट्रीय मानक में Gr1, Gr2 और Gr3 UNS प्रणाली में Gr1, Gr2 और Gr3 के अनुरूप हैं।
Gr1 और Gr2, लौह सामग्री ω 0.095%, ऑक्सीजन सामग्री ω 0.08%, हाइड्रोजन सामग्री ω 0.0009%, और नाइट्रोजन सामग्री ω 0.0062% के साथ, उत्कृष्ट निम्न तापमान कठोरता और उच्च निम्न तापमान शक्ति प्रदर्शित करते हैं, जो उन्हें -253 डिग्री से नीचे के तापमान पर संरचनात्मक सामग्री के रूप में उपयोग के लिए उपयुक्त बनाते हैं।
औद्योगिक-ग्रेड शुद्ध टाइटेनियम के लक्षण:
इसमें मध्यम ताकत है लेकिन अच्छी प्लास्टिसिटी है, जिससे इसे अच्छी मशीनेबिलिटी के साथ प्रोसेस करना, फॉर्म करना, स्टैम्प करना और वेल्ड करना आसान हो जाता है। यह वायुमंडलीय वायु, समुद्री जल, नम क्लोरीन गैस और ऑक्सीकरण, तटस्थ और कमजोर रूप से कम करने वाले मीडिया में अच्छा संक्षारण प्रतिरोध प्रदर्शित करता है; इसका ऑक्सीकरण प्रतिरोध अधिकांश ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स से बेहतर है। हालाँकि, इसमें गर्मी प्रतिरोध कम है, इसलिए ऑपरेटिंग तापमान बहुत अधिक नहीं होना चाहिए।
औद्योगिक-ग्रेड शुद्ध टाइटेनियम के अनुप्रयोग:
औद्योगिक {{0}ग्रेड शुद्ध टाइटेनियम का उपयोग मुख्य रूप से मुद्रांकित भागों और संक्षारण प्रतिरोधी संरचनात्मक घटकों के लिए किया जाता है जो 350 डिग्री से कम तापमान पर काम करते हैं जो कम तनाव के अधीन होते हैं लेकिन अच्छे लचीलेपन की आवश्यकता होती है। उदाहरणों में शामिल हैं: विमान के फ्रेम, खाल, और इंजन सहायक उपकरण; समुद्री उद्योग में समुद्री जल अलवणीकरण प्रणाली के लिए समुद्री जल {{4} संक्षारण प्रतिरोधी पाइप, वाल्व, पंप, हाइड्रोफॉइल और घटक; रासायनिक उद्योग में, हीट एक्सचेंजर्स, पंप बॉडीज, डिस्टिलेशन कॉलम, कूलर, एजिटेटर्स, टीज़, इम्पेलर्स, फास्टनरों, आयन पंप, कंप्रेसर वाल्व, साथ ही डीजल इंजन पिस्टन, कनेक्टिंग रॉड्स और लीफ स्प्रिंग्स।
टाइटेनियम मिश्र धातु: टाइटेनियम मिश्र धातु में 90% टाइटेनियम होता है और इसमें उच्च शक्ति और उच्च कठोरता होती है। वे उत्कृष्ट संक्षारण प्रतिरोध, कम घनत्व, उच्च विशिष्ट शक्ति और अच्छी कठोरता और वेल्डेबिलिटी सहित कई प्रकार के लाभ प्रदान करते हैं।
GR5 टाइटेनियम मिश्र धातु का व्यापक रूप से औद्योगिक और वैज्ञानिक अनुसंधान क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। टाइटेनियम मिश्र धातुओं के तेजी से विकास को अंतरराष्ट्रीय उद्योगों और एयरोस्पेस क्षेत्र द्वारा मान्यता दी गई है। विशेष रूप से, GR5 टाइटेनियम मिश्र धातु बार और GR5 टाइटेनियम फोर्जिंग में आशाजनक बाजार संभावनाएं हैं। Ti-6Al-4V से निर्मित, GR5 मिश्र धातु में निम्नलिखित अद्वितीय गुण हैं:
(1) Ti-6Al-4V एक + - प्रकार का मिश्र धातु है और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
(2) जीआर5 में अच्छी प्रक्रियाशीलता है; इसका पारंपरिक गर्म विरूपण दो चरण क्षेत्र में होता है, और मोटे मूल विडमैनस्टैटन संरचना को एक समान संरचना में बदलने के लिए विरूपण 50% से अधिक होना चाहिए।
(3) विरूपण के बाद, जीआर5 तनाव राहत एनीलिंग (600 डिग्री पर आयोजित, हवा में ठंडा), पारंपरिक एनीलिंग (700-800 डिग्री पर आयोजित, हवा में ठंडा), पुनर्क्रिस्टलीकरण एनीलिंग (940 डिग्री पर आयोजित, भट्ठी में 480 डिग्री तक ठंडा, फिर हवा में ठंडा) और अन्य ताप उपचार प्रक्रियाओं के बीच डबल एनीलिंग (940 डिग्री पर रखा गया, हवा में ठंडा किया गया, इसके बाद 700 डिग्री पर रखा गया, हवा में ठंडा किया गया)। तनाव राहत एनीलिंग और पारंपरिक एनीलिंग से प्राप्त सूक्ष्म संरचना गैर-क्रिस्टलीकृत या आंशिक रूप से पुनर्क्रिस्टलीकृत होती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च शक्ति प्राप्त होती है; पुनर्क्रिस्टलीकरण एनीलिंग से एक समअक्षीय + अंतरग्रैनुलर पी माइक्रोस्ट्रक्चर प्राप्त होता है, जो अच्छी प्लास्टिसिटी प्रदर्शित करता है; डबल एनीलिंग के परिणामस्वरूप एक समअक्षीय + माइक्रोस्ट्रक्चर बनता है, जो एक दोहरे चरण संरचना के करीब पहुंचता है, और अच्छे समग्र गुण प्रदान करता है (t_u लगभग 900-1000 एमपीए, δ 10%, ψ लगभग 35% -45%)।
(4) जब जीआर5 मजबूत गर्मी उपचार से गुजरता है, तो इसकी ताकत 20% -30% तक बढ़ाई जा सकती है। यह आम तौर पर स्वीकार किया जाता है कि 850-950 डिग्री पर उम्र बढ़ने से उचित मात्रा में प्राथमिक और अच्छे समग्र गुणों के साथ एक सूक्ष्म संरचना प्राप्त होती है। GR5 मिश्र धातु में खराब कठोरता है; इसलिए, मजबूत गर्मी उपचार के अधीन भागों का क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र आम तौर पर 40 मिमी से अधिक नहीं होता है।
(5) जीआर5 मिश्र धातु में अच्छी वेल्डेबिलिटी है; वेल्ड ज़ोन में तापमान मैट्रिक्स के 90% से कम नहीं है, और इसकी लचीलापन मैट्रिक्स धातु के समान है।
(6) जीआर5 का संक्षारण प्रतिरोध शुद्ध टाइटेनियम के करीब है; यह 400 डिग्री से कम तापमान पर लंबे समय तक काम कर सकता है, और अल्पकालिक ऑपरेटिंग तापमान 700-750 डिग्री तक पहुंच सकता है। जब मिश्र धातु में ऑक्सीजन और नाइट्रोजन की मात्रा कम होती है, तो GR5ELI मिश्र धातु -196 डिग्री पर भी अच्छी प्लास्टिसिटी बनाए रख सकती है, जिससे यह कम तापमान, उच्च दबाव वाले जहाजों के निर्माण के लिए उपयुक्त हो जाती है।
टाइटेनियम मिश्र धातुओं का उपयोग कुछ बड़े कारखानों में किया जाता है, जहां प्रसंस्करण दक्षता में सुधार के लिए मशीनिंग और शीतलन के लिए तरल नाइट्रोजन का उपयोग किया जाता है। इसके अतिरिक्त, यदि शीतलन अपर्याप्त है, तो मशीनिंग के दौरान उत्पन्न टाइटेनियम मिश्र धातु के मलबे के सूक्ष्म कण 200 डिग्री के आसपास के तापमान पर प्रज्वलित हो सकते हैं। इसके परिणामस्वरूप प्रसंस्करण लागत बहुत अधिक हो जाती है, और मशीनिंग उद्योग में टाइटेनियम मिश्र धातुओं को मशीन के लिए सबसे कठिन सामग्रियों में से एक के रूप में व्यापक रूप से मान्यता प्राप्त है। उनकी प्रसंस्करण लागत सामग्री के मूल्य से कई गुना से लेकर दर्जनों गुना तक हो सकती है।
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