ما الذي يخاف منه سبائك التيتانيوم؟

سبائك التيتانيوم هي سبائك تعتمد على التيتانيوم مع إضافة عناصر أخرى. تتميز سبائك التيتانيوم بخصائص الكثافة المنخفضة والقوة النوعية العالية ومقاومة التآكل الجيدة والأداء الجيد في العملية. إنها مادة هيكلية مثالية للهندسة الفضائية. أدركت العديد من دول العالم أهمية مواد سبائك التيتانيوم، وأجرت عليها أبحاثًا وتطويرًا متتاليًا وحصلت على تطبيقات عملية.

تاريخ تطور سبائك التيتانيوم

① أول سبيكة تيتانيوم عملية كانت سبيكة Ti-6Al-4V التي طورتها الولايات المتحدة بنجاح في عام 1954. نظرًا لمقاومتها الجيدة للحرارة وقوتها ومرونتها وصلابتها وقابليتها للتشكيل وقابليتها للتلحيم ومقاومتها للتآكل وتوافقها البيولوجي، فقد أصبحت سبيكة رابحة في صناعة سبائك التيتانيوم. يمثل استخدام هذه السبائك ما بين 75% إلى 85% من جميع سبائك التيتانيوم. يمكن اعتبار العديد من سبائك التيتانيوم الأخرى تعديلات على سبيكة Ti-6Al-4V.

② في الخمسينيات والستينيات من القرن الماضي، تم تطوير سبائك التيتانيوم عالية الحرارة لمحركات الطائرات وسبائك التيتانيوم الهيكلية لأجسام الطائرات بشكل أساسي. في السبعينيات، تم تطوير مجموعة من سبائك التيتانيوم المقاومة للتآكل. منذ الثمانينيات، تم تطوير سبائك التيتانيوم المقاومة للتآكل وسبائك التيتانيوم عالية القوة بشكل أكبر. ارتفعت درجة حرارة تشغيل سبائك التيتانيوم المقاومة للحرارة من 400 درجة مئوية في الخمسينيات إلى 600-650 درجة مئوية في التسعينيات. دفع ظهور السبائك القائمة على A2 (Ti3Al) و r (TiAl) استخدام التيتانيوم في المحرك من الطرف البارد (المروحة والضاغط) للمحرك إلى الطرف الساخن (التوربين) للمحرك. تتطور سبائك التيتانيوم الهيكلية نحو القوة العالية، والمرونة العالية، والقوة العالية والصلابة العالية، والمرونة العالية والتحمل العالي للتلف.

③ بالإضافة إلى ذلك، منذ سبعينيات القرن العشرين، ظهرت أيضًا سبائك الذاكرة الشكلية مثل Ti-Ni وTi-Ni-Fe وTi-Ni-Nb وتم استخدامها على نطاق واسع بشكل متزايد في الهندسة.

هناك المئات من سبائك التيتانيوم المطورة في العالم، وهناك 20 إلى 30 سبيكة من أشهرها، مثل Ti-6Al-4V، Ti-5Al-2.5Sn، Ti-2Al-2.5Zr، Ti-32Mo، Ti-Mo-Ni، Ti-Pd، SP-700، Ti-6242، Ti-10-5-3، Ti-1023، BT9، BT20، IMI829، IMI834، الخ.

أشكال التآكل في سبائك التيتانيوم

من المعروف أن التيتانيوم يتمتع بخصائص مقاومة التآكل، ولكن في بيئات الإنتاج الفعلية، تخضع سبائك التيتانيوم لأنواع مختلفة من التآكل. دعونا نلقي نظرة على ما يخشاه سبائك التيتانيوم غير القابلة للتدمير:

1. تآكل الشقوق

في الفجوات أو العيوب الموجودة في المكونات المعدنية، يحدث التآكل الموضعي بسبب ركود الإلكتروليتات التي تشكل الخلايا الكهروكيميائية[i]. وفي المحاليل المحايدة والحمضية، تكون احتمالية التآكل التلامسي في فجوات سبائك التيتانيوم أكبر بكثير من تلك الموجودة في المحاليل القلوية. لا يحدث التآكل التلامسي على سطح الفجوة بالكامل، ولكنه يؤدي في النهاية إلى تلف ثقب موضعي.

2. ظاهرة التآكل

في معظم المحاليل الملحية، لا يحدث تآكل نقري في التيتانيوم. ويحدث بشكل أساسي في المحاليل غير المائية ومحاليل الكلوريد عالية التركيز المغلية. تتسبب أيونات الهالوجين في المحلول في تآكل طبقة التخميل على سطح التيتانيوم [ii] وتنتشر في التيتانيوم لتسبب تآكل نقري. تكون فتحة التآكل النقري أصغر من عمقها، كما تتسبب بعض الوسائط العضوية أيضًا في تآكل نقري مع سبائك التيتانيوم في محاليل الهالوجين. يحدث تآكل نقري لسبائك التيتانيوم في محاليل الهالوجين عادةً في بيئات عالية التركيز وعالية الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، يتطلب تآكل نقري في الكبريتيدات والكلوريدات ظروفًا محددة ومحدودة.

3. هشاشة الهيدروجين

هشاشة الهيدروجين، والمعروفة أيضًا باسم التشقق الناجم عن الهيدروجين أو تلف الهيدروجين، هي أحد أسباب التلف المبكر وفشل سبائك التيتانيوم. يتميز فيلم التخميد على سطح التيتانيوم وسبائكه بقوة عالية. تزداد حساسية هشاشة الهيدروجين مع زيادة القوة، لذا فإن حساسية هشاشة الهيدروجين لفيلم التخميد عالية جدًا.

4. التآكل التلامسي

يعمل فيلم الأكسيد السلبي على السطح على تعزيز إزاحة جهد التيتانيوم إلى جهد إيجابي، مما يحسن مقاومة التآكل لمواد التيتانيوم للوسائط الحمضية والمائية. نظرًا للجهد العالي على سطح سبيكة التيتانيوم، فمن المؤكد أنه يتسبب في تكوين دائرة كهروكيميائية للمعادن الأخرى التي تتلامس معها وتسبب التآكل التلامسي.

سبائك التيتانيوم عرضة للتآكل التلامسي في النوعين التاليين من الوسائط: النوع الأول هو ماء الصنبور، محلول الملح، مياه البحر، الغلاف الجوي، HNO3، حمض الأسيتيك، إلخ. يكون جهد القطب المستقر لـ Cd و Zn و Al في هذا المحلول أكثر سلبية من Ti، ويزداد معدل التآكل الأنودي بمقدار 6 إلى 60 مرة؛ النوع الثاني هو H2SO4 و HCl وما إلى ذلك. قد يكون التيتانيوم في حالة خاملة أو حالة نشطة في هذه المحاليل. النوع الأول من تآكل المحلول شائع في عملية التآكل التلامسي الفعلية. تُستخدم الأكسدة الأنودية عادةً لتكوين طبقة معدلة على سطح الركيزة لمنع التآكل التلامسي.

إن القيد الرئيسي للتيتانيوم وسبائك التيتانيوم هو ضعف تفاعلها الكيميائي مع المواد الأخرى في درجات الحرارة العالية. هذه الخاصية تجبر سبائك التيتانيوم على أن تكون مختلفة عن تقنيات التكرير والصهر والصب التقليدية العامة، بل إنها غالبًا ما تتسبب في تلف القالب، مما يجعل سعر سبائك التيتانيوم باهظ الثمن. لذلك، تم استخدامه في الغالب في المجالات الصناعية عالية التقنية مثل هياكل الطائرات والطائرات والصناعات البترولية والكيميائية في البداية.

شركة وشى تشوتشنغ للمكونات الميكانيكية المحدودة

نحن نبيع مثبتات التيتانيوم عالية الجودة، نرحب بالشراء: https://www.zhuochengscrew.com/products-84465

• سنة التأسيس
  --
• نوع العمل
  --
• البلد / المنطقة
  --
• الصناعة الرئيسية
  --
• المنتجات الرئيسية
  --
• الشخص الاعتباري
  --
• عدد الموظفي
  --
• قيمة الإخراج السنوي
  --
• سوق التصدير
  --
• تعاون العملاء
  --