پودر و شمش تیتانیوم و کاربرد آن در صنعت:
پودر تیتانیوم مدت هاست که به عنوان یک ماده آلیاژی برای کاربردهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد. با استفاده از این پودر می توان قطعات با شکل خالص با اتلاف صفر یا حداقل مواد که با قطعات پیچیده دستگاه با استفاده از شمش فرفورژه همراه است ایجاد و تولید کرد.
پودر تیتانیوم توسط فرآیند سنتی استخراج تیتانیوم به نام فرآیند کرول تولید می شود. این تکنیک به دمای 1040 درجه سانتی گراد نیاز دارد و شامل یک سری فرایندهای فرعی است که شامل آلیاژ، فشار داغ ایزوستاتیک و غیره است.
روش تولید پودر تیتانیوم:
روش های بیشتری برای تولید پودر تیتانیوم پیش آلیاژ باید اجرا شود. برای خلاص شدن از شر آلودگی ها، مواد باید تحت فرآیند هیدرید-دهیدرید، تراکم سرد، پرس گرم در خلاء، بازپخت خلا نهایی، فرآیند الکترود چرخان پلاسما، فرآیند اتمیزه شدن گاز تیتانیوم و اتمی سازی پلاسما قرار گیرند.
برای ترکیب پودرهای تیتانیوم تا حداکثر چگالی مورد نظر اجزا باید تحت فشار گرم ایزوستاتیک قرار بگیرند، که این امر تحت فشار و درجه حرارت بالا انجام می شود. سرانجام برای دستیابی به محصول نهایی، پخت پلاسما با جرقه یا پخت با کمک جریان الکتریکی اعمال می شود تا پودر تیتانیوم با ویژگی مکانیکی بهتر و اندازه دانه خوب، بدون رشد ناخواسته دانه تولید شود.
شمش تیتانیوم:
دو نوع شمش تیتانیوم وجود دارد شمش تیتانیوم خالص و آلیاژ تیتانیوم مانند Ti 6AI-4V. آنها می توانند در موتورها و قطعات هواپیما، قطعات تجهیزات شیمیایی (راکتورها، لوله ها، مبدل های حرارتی و شیرآلات و غیره)، بدنه کشتی، پل ها، ایمپلنت های پزشکی، استخوان مصنوعی، محصولات ورزشی و کالاهای مصرفی استفاده شوند.
اگر نیازهای خاصی دارید، نیاز به قالب های غیر استاندارد محصول، تجهیزات برای تولید قطعات و اجزای ساخته شده از تیتانیوم می توانید شمش مورد نظر خودتان را به تولید کنندگان سفارش دهید.
قیمت خرید و فروش شمش و پودر تیتانیوم:
قیمت خرید پودر تیتان بر اساس گرید و خلوص آن متفاوت است و می توان برای کاربردهای مختلف از آنها استفاده کرد. قیمت فروش نانو پودر تیتانیوم و قیمت پودر تیتانیوم سفید نیز با یکدیگر متفاوت است. قیمت پودر تیتانیوم رنگسازی نیز به فاکتورهای مختلفی بستگی دارد. قیمت شمش تیتانیوم نیز بسته به خلوص و نوع کاربرد متغیر است.
فلز تیتانیوم چیست؟
فلز تیتانیوم که با نماد شیمیایی Ti نشان داده می شود، یک فلز انتقالی است که به رنگ خاکستری نقره ای است و به دلیل سبک بودن بسیار محبوبیت دارد. این فلز دارای ویژگی های خاص زیر است:
فلز تیتانیوم تقریباً 0.62٪ از پوسته زمین را تشکیل می دهد، چهارمین فلز فراوان در سطح کره زمین است. این عنصر به ندرت به شکل خالص وجود دارد و معمولاً در مواد معدنی مانند اسفن، لوکوکسن، بروکیت، روتیل، ایلمنیت و پروسکیت یافت می شود.
تاریخچه کشف تیتانیوم:
اولین بار توسط ویلیام گرگور، روحانی و معدن شناس انگلیسی، در سال 1971 کشف شد، تیتانیوم فلزی با رنگ نقره ای است که به دلیل چگالی کم، مقاومت بالا و سبک وزن بودن شهرت فراوان دارد. در جدول تناوبی عناصر، این فلز به عنوان فلز انتقالی با نماد شیمیایی Ti و شماره اتمی 22 دسته بندی می شود. تیتانیوم نام خود را از یک ابر نژاد یونانی، تیتان ها گرفته است.
ویژگی ها و خصوصیات فلز تیتانیوم:
فلز تیتانیوم دارای چندین ویژگی و ویژگی استثنایی است که آن را در بین فلزات دیگر برجسته می کند. امروزه به دلیل موارد زیر استفاده از این فلز یکی از متداول ترین فلزات در صنایع مختلف است:
کاربردهای شمش و پودر تیتانیوم:
استفاده از پودر تیتانیوم برای چاپ قطعات 3 بعدی خودرو یکی از پیشرفت های اخیر در تولید فلزات است. پودر تیتانیوم این امکان را برای تولید قطعات و اجزای مختلف برای اتومبیل و فریم و موتور هوافضا از طریق چاپ سه بعدی فراهم می کند.
پودر تیتانیوم نیز نقش مهمی در قالب گیری تزریق فلز و متالورژی پودر دارد. امروزه، صنایع مختلف با استفاده از پودر و فلز تیتانیوم محصولات و قطعات مختلفی را ایجاد می کنند که کاربردهای بسیار زیادی دارند. از آنجا که پودر و شمش تیتانیوم بسیار سبک، ضد حساسیت و قابل انعطاف هستند در تولید گردنبند، انگشتر، دستبند، ساعت و سایر جواهرات استفاده می شود.
ماندگاری تیتانیوم آن را به ماده خوبی برای تولید ابزار جراحی مانند ایمپلنت های دندانی و اجزای تعویض مفصل تبدیل کرده است. گذشته از این، از آنجا که پودر و فلز تیتانیوم غیر مغناطیسی است، افرادی که ایمپلنت تیتانیوم دارند می توانند بدون هیچ مشکلی تحت MRI یا تصویربرداری تشدید مغناطیسی قرار بگیرند.
در صنعت خودرو از دوام و وزن کم تیتانیوم به طور کامل استفاده می شود. اتومبیل های مسابقه ای برای کارآیی بیشتر به مواد سبک اما محکم نیاز دارند و پودر و فلز تیتانیوم هر بار توانسته است این نیازها را برآورده کند. به علاوه، در اتومبیل های پیشرفته مانند برخی مدل های کوروت، این فلز مقاومت و استحکام لازم برای ساخت قطعات و اجزای مختلف را فراهم می کند.
از تیتانیوم همچنین در تولید انواع وسایل ورزشی در فضای باز و باشگاه ها مانند قاب دوچرخه، وسایل آشپزی، ظروف، راکت های تنیس، چوب های گلف و چادرها استفاده می شود.
کاربرد در زمینه های شیمیایی:
صنعتی، ایجاد اجزایی با مقاومت در برابر خوردگی بسیار مهم است تا بتواند زنگ زدگی و سایر ناخالصی ها را تحمل کند. از آنجا که پودر و شمش تیتانیوم این ویژگی اصلی را دارند، هنگام ساخت مخازن فرآوری، لوله ها، مخازن، شیرهای تیتانیوم و انواع دیگر مواد از آنها استفاده می شود.
تولید آلیاژهای تیتانیوم با استفاده از پودر و شمش تیتانیوم:
بازار پودر و فلز تیتانیوم به استفاده از تیتانیوم خالص تجاری و همچنین آلیاژهای مختلف متکی است. در حالی که اولین مورد اغلب توسط صنایع فرآیند شیمیایی استفاده می شود، آلیاژهای آن برای سیستم های هوایی و موتورهای هواپیما، از میان سایر اجزا، انتخاب می شوند.
تیتانیوم، به شکل غیر آلیاژی، ماده ای سبک و محکم است. مقاومت کششی آن مانند فولاد کربنی است، با این وجود وزن آن نیمی از وزن فولاد است. تیتانیوم خالص نقره ای رنگ است، دارای چگالی کم و درخشش منحصر به فرد است.
تیتانیوم از مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوبی برخوردار است و گزینه ایده آل برای کاربرد در محیط های دریایی و اقیانوسی است. محصولات تراشیده شده تیتانیوم خالص عمدتا برای مقاومت در برابر خوردگی استفاده می شوند.
همچنین لازم به ذکر است که فلز تیتانیوم خالص تجاری می تواند در برابر صدمه (خوردگی) ناشی از مایعات دیگر مانند باران اسیدی مقاومت کند. به همین دلیل امروزه از تیتانیوم به طور نوآورانه برای کاربردهای معماری استفاده می شود. تیتانیوم همچنین مقاومت بالایی در برابر ترک خوردگی در برابر تنش دارد که استفاده از آن را به ماده جالب تری تبدیل می کند.
از دیدگاه انرژی سبز، پودر و فلز تیتانیوم ماده ای سازگار با محیط زیست است. برخلاف سایر فلزات، یون های فلزات سنگین سمی آزاد نمی کند (اینها از طریق فرسایش رخ می دهند، که مشکلی برای تیتانیوم وجود ندارد).
در شکل خالص خود، تیتانیوم دارای چهار گرید مشخص است که هرکدام دارای خصوصیات مختلفی هستند (مقاومت در برابر خوردگی، شکل پذیری، مقاومت و غیره). به عنوان مثال، تیتانیوم درجه 1 بیشترین مقاومت در برابر خوردگی و شکل پذیری را دارد، اما مقاومت کمتری دارد. در مقایسه، درجه 4 بالاترین قدرت را دارد و فقط شکل پذیری متوسطی دارد.
کاربرد آلیاژهای تیتانیوم:
تیتانیوم می تواند با مواد مختلفی مانند آلومینیوم و وانادیوم آلیاژ شود، آلیاژهای حاصل در زمینه های هوافضا، شیمیایی و انرژی مورد استفاده قرار می گیرند. سایر آلیاژهای تیتانیوم با مولیبدن و آهن، کروم، نیکل، مس، کبالت ساخته می شوند. مخلوط تیتانیوم و آلیاژهای مختلف منجر به افزایش مقاومت در برابر کشش و مقاومت حرارتی (حتی در دمای شدید) می شود.
آلیاژهای تیتانیوم با خواص مکانیکی عالی می توانند برای چالش برانگیزترین کاربردها استفاده شوند. اجزای سازنده موتورهای توربین گازی را می توان با آلیاژهای تیتانیوم و همچنین قطعات مختلف فریم هوایی برای هواپیماهای تجاری و نظامی ساخت.
نیروگاه های هسته ای و کارخانه های فرآوری مواد غذایی به استفاده از آلیاژهای تیتانیوم متکی هستند. این آلیاژها برای مبدلهای حرارتی در پالایشگاههای نفت، اجزای دریایی به لطف مقاومت در برابر خوردگی بالا و با توجه به سازگاری بیولوژیکی آنها، برای پروتزهای پزشکی استفاده می شوند.
تیتانیوم گاهی اوقات با پالادیوم آلیاژ می شود، آلیاژ حاصل مقاومت بیشتری در برابر خوردگی و مقاومت حرارتی دارد. آلیاژهای تیتانیوم-پالادیوم در کاربردهایی که به مقاومت در برابر خوردگی عالی نیاز دارند استفاده می شود. مشاهده خواهید کرد که از آنها در صنایع فرآوری شیمیایی و همچنین برای کاربردهای ذخیره سازی استفاده می شود.
مصارف نظامی شمش و پودر تیتانیوم:
تیتانیوم یکی از متداول ترین فلزات برای کاربردهای نظامی است که به دلیل نسبت قدرت، وزن و مقاومت در برابر خوردگی بسیار خوب مورد توجه قرار می گیرد. استفاده از تیتانیوم به تولیدکنندگان این امکان را داده است تا تجهیزات سبک، با دوام بیشتر (به ویژه در شرایط شدید) ایجاد کنند.
امروزه از پودر و فلز تیتانیوم برای توسعه قطعات هواپیما و همچنین موشک ها، زره پوش ها و کشتی های دریایی استفاده می شود. حتی سفینه های فضایی نیز با توجه به قابلیت انعطاف پذیری بالا در محیط های مختلف، اجزای سازنده آن از تیتانیوم هستند.
تولیدکنندگان به غیر از تیتانیوم خالص تجاری، به آلیاژهای تیتانیوم نیز اعتماد می کنند. آنها با استفاده از آلیاژهای تیتانیوم با آلومینیوم و وانادیوم، چرخ دنده های فرود، مجاری اگزوز و سیستم های هیدرولیک را تولید می کنند. اخیراً، تیتانیوم با تنگستن آلیاژ شده است و از مخلوط حاصل برای زره پوشهای تانک (محافظت از میدان جنگ) استفاده می شود. قطعات مهم ساختاری و دیوارهای آتش را می توان با آلیاژهای تیتانیوم ساخت.
با توجه به مقاومت بالای تیتانیوم، جای تعجب نیست که تولید کنندگان از این فلز برای ساخت لباس زره پوش (محافظت بیشتر در برابر تهدیدات بالستیک) استفاده می کنند. هر روز، به لطف تحقیقات نوآورانه، پودر و فلز تیتانیوم کاربردهای بیشتری در زمینه نظامی پیدا می کند. جدا از محافظت از زره پوش و اجزای ساختاری هواپیما، برای ساخت تانک ها و موشک های میدان جنگ و همچنین انواع دیگر سلاح و لوله گذاری (آب دریا) استفاده می شود.
زره پوش هم برای تانک ها و هم برای پرسنل نظامی می تواند با پودر و فلز تیتانیوم به عنوان ماده اصلی تولید شود. حامل های شخصی و تجهیزات زره پوش و همچنین روکش زره پوش از تیتانیوم ساخته می شوند. دلیل این امر این است که تیتانیوم از وزن کمتری برخوردار است، اما در برابر حملات بالستیک مقاومت بسیار خوبی دارد.
در چند دهه گذشته، محققان بر استفاده از کامپوزیت های تیتانیوم از جمله در زمینه نظامی تمرکز کرده اند. این کامپوزیت از تیتانیوم و فایبرگلاس ساخته شده است که برای ساخت تیغه های روتور مورد استفاده قرار می گیرد (امروزه در هلی کوپترهای Black Hawk یافت می شود).
استفاده از شمش و پودر تیتانیوم در نیروی هوایی:
صنعت هواپیماهای نظامی، دهه ها به پودر و فلز تیتانیوم اعتماد کرده است، به خصوص در ساخت قاب ها و بدنه های هواپیماها. امروز سایر اجزای هواپیما ساخته شده از تیتانیوم یا آلیاژهای آن را نیز خواهید دید، از جمله صفحات دسترسی باد، چرخ دنده های فرود و براکت ها. تخمین زده شده است که حداکثر 25٪ از هواپیماهای نظامی حاوی تیتانیوم هستند (این درصد بیشتر از هواپیماهای تجاری است).
دلیل محبوبیت تیتانیوم در زمینه هوافضای نظامی مربوط به عملکرد فوق العاده خصوصاً با درجه حرارت بالا (بیش از 600 درجه سانتی گراد) است. با توجه به چنین خصوصیاتی، امروزه از پودر و فلز تیتانیوم برای ساخت ریخته گری موتور جت و دیسک های کمپرسور استفاده می شود.
استفاده از شمش و پودر تیتانیوم در صنعت نفت و گاز:
در صنعت نفت، از تیتانیوم هم برای اکتشاف و هم برای تولید استفاده می شود. همچنین از پودر و فلز تیتانیوم برای ساخت، مهندسی و تصفیه نفت و گاز استفاده می شود. امروزه خطوط لوله با عناصر اصلی تشکیل دهنده تیتانیوم ساخته می شوند و عملیات زیرآبی با توجه به مقاومت عالی در برابر خوردگی به آن متکی هستند (همانطور که همه می دانیم آب دریا بسیار خورنده است).
گریدهای مختلف تیتانیوم برای توسعه مبدل های حرارتی (لوله در پوسته، نوع صفحه)، و همچنین پمپ ها و شیرها استفاده می شود.
در سال های اخیر، استفاده از تیتانیوم برای ساخت لوله های سوراخ دار آغاز شده است. این لوله ها اجزای چاه های نفت و گاز هستند که به مقاومت عالی در برابر خوردگی و مقاومت شگفت انگیز نیاز دارند. اکنون از تیتانیوم برای کاربردهای خوب HPHT استفاده می شود. فشار بالا در دمای بالا که نه تنها مقاومت در برابر خوردگی بلکه در برابر ترک خوردگی ناشی از تنش را نیز نشان می دهد.
در صنعت گاز این پودر یا فلز تیتانیوم یک انتخاب ترجیحی است، زیرا قادر است مقاومت خود را در دمای بسیار پایین (که برای مایع سازی گاز طبیعی استفاده می شود) حفظ کند. لوله مبدلهای حرارتی که از فلز تیتانیوم ساخته شده است در نیروگاه های گاز طبیعی مایع استفاده می شوند.
|
|
|
|
| نماد اعتماد الکترونیک | نشان ملی ثبت | گواهی شامد ارشاد |
© کلیه حقوق مادی و معنوی این وب سایت متعلق به داده پردازان هومان پویان می باشد.
