टाइटेनियम मिश्र धातुमिश्र धातु सामग्री हैं जो आधार के रूप में **धात्विक टाइटेनियम (टीआई)** में एल्यूमीनियम, वैनेडियम, मोलिब्डेनम, क्रोमियम और टिन जैसे मिश्र धातु तत्वों को जोड़कर बनाई जाती हैं। वे 1950 के दशक में विकसित उच्च स्तरीय संरचनात्मक धातुएँ हैं। उच्च शक्ति, कम घनत्व और मजबूत संक्षारण प्रतिरोध जैसे उनके कई उत्कृष्ट गुणों के कारण, उन्हें "अंतरिक्ष धातु" के रूप में भी जाना जाता है।
टाइटेनियम मिश्र धातुओं का मुख्यधारा वर्गीकरण (मेटालोग्राफिक संरचना के आधार पर)
उद्योग आमतौर पर टाइटेनियम मिश्र धातुओं को उनके कमरे के तापमान मेटलोग्राफिक संरचना के आधार पर तीन मुख्य श्रेणियों और तीन ग्रेड प्रणालियों में वर्गीकृत करता है:
-टाइटेनियम मिश्र धातु टाइप करें
ये मुख्य रूप से चरण (हेक्सागोनल क्लोज़-पैक्ड संरचना) से बने होते हैं। विशिष्ट ग्रेडों में GR1, GR2, और GR6 (Ti-5Al-2.5Sn) शामिल हैं, जो अमेरिकी मानक Gr1 और Gr2 शुद्ध टाइटेनियम के अनुरूप/- टाइटेनियम ग्रेड के करीब हैं। मजबूती के लिए इनका ताप उपचार नहीं किया जा सकता, ये उत्कृष्ट वेल्डेबिलिटी और उच्च तापमान रेंगने के प्रतिरोध का प्रदर्शन करते हैं, लेकिन इनमें कमरे के तापमान पर अपेक्षाकृत कम ताकत और अच्छी प्लास्टिसिटी होती है। इनका उपयोग अक्सर रासायनिक संक्षारण प्रतिरोधी पाइपलाइनों और वेल्डेड संरचनात्मक घटकों में किया जाता है।
-टाइटेनियम मिश्र धातु टाइप करें
इनमें मोलिब्डेनम, वैनेडियम और क्रोमियम जैसे स्थिर तत्व होते हैं, और कमरे के तापमान पर पूरे चरण (शरीर केंद्रित घन संरचना) को बनाए रखते हैं। विशिष्ट ग्रेडों में TB2 और Ti-10V-2Fe-3Al शामिल हैं। समाधान उपचार और उम्र बढ़ने के ताप उपचार के माध्यम से ताकत में काफी सुधार किया जा सकता है। उनमें अच्छी ठंडक होती है -कारक प्लास्टिसिटी और उच्च कठोरता होती है, लेकिन अपेक्षाकृत उच्च घनत्व और मध्यम उच्च-तापमान होता है। इन्हें अक्सर एयरोस्पेस अनुप्रयोगों के लिए उच्च-शक्ति वाले संरचनात्मक घटकों और फास्टनरों में उपयोग किया जाता है। . + प्रकार के टाइटेनियम मिश्र धातुओं में दोनों और स्थिर तत्व होते हैं, जो कमरे के तापमान पर दो-चरण सह-अस्तित्व प्रदर्शित करते हैं, और टाइटेनियम मिश्र धातु का सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला प्रकार है। GR5 (Ti-6Al-4V) एक प्रतिनिधि ग्रेड है, जो अमेरिकी मानक Gr5 के अनुरूप है, और वैश्विक टाइटेनियम मिश्र धातु के उपयोग का 50% से अधिक हिस्सा है। यह संतुलित समग्र प्रदर्शन का दावा करता है, मजबूती के लिए गर्मी का इलाज किया जा सकता है, उच्च शक्ति, प्लास्टिसिटी और क्रूरता प्रदर्शित करता है, और इसमें परिपक्व प्रसंस्करण तकनीक है, जो लगभग सभी टाइटेनियम मिश्र धातु अनुप्रयोगों को कवर करती है।
मुख्य प्रदर्शन लाभ
**धात्विक सामग्रियों में उच्चतम विशिष्ट शक्ति:** टाइटेनियम मिश्रधातु का घनत्व लगभग 4.51 ग्राम/सेमी³ है, जो स्टील का केवल 60% है, लेकिन इसकी तन्य शक्ति 300-1600 एमपीए है, जो उच्च शक्ति वाले संरचनात्मक स्टील के बराबर है। इसकी विशिष्ट ताकत (शक्ति/घनत्व) स्टेनलेस स्टील, एल्यूमीनियम मिश्र धातु और मैग्नीशियम मिश्र धातु से कहीं अधिक है, जो इसे हल्के डिजाइन के लिए एक मुख्य सामग्री बनाती है।
**अत्यंत मजबूत संक्षारण प्रतिरोध:** टाइटेनियम अनायास ही अपनी सतह पर एक घनी और स्थिर TiO₂ निष्क्रियता फिल्म बनाता है, जो अधिकांश एसिड, क्षार, नमक समाधान और समुद्री जल से संक्षारण का प्रतिरोध करता है। क्लोराइड आयन हमले के प्रति इसका प्रतिरोध 316L स्टेनलेस स्टील से कहीं बेहतर है, और समुद्री जल वातावरण में इसकी संक्षारण दर बेहद कम है।
**विस्तृत तापमान रेंज में स्थिर प्रदर्शन:** यह 400{2}}600 डिग्री के उच्च तापमान पर लगातार काम कर सकता है, जिसमें गर्मी प्रतिरोध एल्यूमीनियम मिश्र धातुओं से कहीं अधिक है। कम तापमान पर, यह 253 डिग्री के अत्यंत कम तापमान वाले वातावरण में भी अच्छी प्लास्टिसिटी और कठोरता बनाए रखता है, कम तापमान के भंगुरता के बिना, इसे एयरोस्पेस क्रायोजेनिक भंडारण टैंक और गहरे समुद्र के उपकरण जैसे चरम वातावरण के लिए उपयुक्त बनाता है।
**विस्तृत तापमान रेंज में अत्यधिक प्रदर्शन:** उत्कृष्ट जैव अनुकूलता: टाइटेनियम मिश्रधातु गैर-विषाक्त, गैर-चुंबकीय और गैर-एलर्जेनिक हैं, जो मानव हड्डी और नरम ऊतकों के साथ अच्छा संबंध प्रदर्शित करते हैं। प्रत्यारोपण के बाद कोई महत्वपूर्ण अस्वीकृति प्रतिक्रिया नहीं होती है, जिससे यह चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए पसंदीदा सामग्री बन जाती है।
मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र:
एयरोस्पेस: विमान के धड़ के संरचनात्मक घटक, लैंडिंग गियर, इंजन पंखे के ब्लेड, उपग्रह और रॉकेट के संरचनात्मक घटक; मुख्य मूल्य वजन में कमी और दक्षता में सुधार है।
बायोमेडिकल: कृत्रिम जोड़, आर्थोपेडिक हड्डी प्लेट/स्क्रू, दंत प्रत्यारोपण एब्यूटमेंट, कार्डियक स्टेंट।
रासायनिक और समुद्री: रिएक्टर, हीट एक्सचेंजर्स, एसिड और क्षार पाइपलाइन, समुद्री जल अलवणीकरण उपकरण, गहरे समुद्र अन्वेषण उपकरण।
उच्च श्रेणी के नागरिक: साइकिल फ्रेम, गोल्फ क्लब हेड, चश्मे के फ्रेम, उच्च श्रेणी की घड़ी के मामले।
सैन्य और ऊर्जा: पनडुब्बी दबाव पतवार, परमाणु ऊर्जा उपकरण घटक, तेल और गैस अच्छी तरह से ड्रिलिंग उपकरण।
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