Titaanisulamite põhimõte

Titaanisulamid on sulamid, mis koosnevad titaanist alusena ja muudest elementidest. Titaan eksisteerib kahel allotroopsel kujul: -titaan tihedalt-pakitud kuusnurkse struktuuriga alla 882 kraadi ja -titaan, mille keha-keskne kuupkonstruktsioon on üle 882 kraadi.

Legeerelemendid võib liigitada kolme kategooriasse, lähtudes nende mõjust faasimuutuse temperatuurile:

① Elemente, mis stabiliseerivad faasi ja suurendavad faasi muundumise temperatuuri, nimetatakse -stabiliseerivateks elementideks, sealhulgas alumiinium, süsinik, hapnik ja lämmastik. Alumiinium on titaanisulamite peamine legeerelement, mis parandab oluliselt sulami tugevust nii toa- kui kõrgel temperatuuril, vähendab selle erikaalu ja suurendab elastsusmoodulit.

② Elemente, mis stabiliseerivad faasi ja vähendavad faasi muundumise temperatuuri, nimetatakse -stabiliseerivateks elementideks, mida saab veelgi jagada isomorfseteks ja eutektoidseteks tüüpideks. Esimene hõlmab molübdeeni, nioobiumi ja vanaadiumi; viimane sisaldab kroomi, mangaani, vaske, rauda ja räni.

③ Elemente, millel on vähe mõju faasimuutuse temperatuurile, nimetatakse neutraalseteks elementideks, sealhulgas tsirkooniumi ja tina.

Hapnik, lämmastik, süsinik ja vesinik on titaanisulamite peamised lisandid. Hapnik ja lämmastik lahustuvad faasis hästi, tugevdades oluliselt titaanisulameid, kuid vähendades nende plastilisust. Titaani hapniku- ja lämmastikusisaldus on tavaliselt alla 0,15–0,2% ja 0,04–0,05%. Vesiniku lahustuvus faasis on väga madal; vesiniku liigne lahustumine titaanisulamites moodustab hüdriide, muutes sulami hapraks. Titaanisulamite vesinikusisaldust kontrollitakse tavaliselt alla 0,015%. Vesiniku lahustumine titaanis on pöörduv ja seda saab eemaldada vaakumniilimisega.