Legura titana--Može izdržati toplinu svemira i pomoći rastu kostiju kada se ugradi u tijelo - Blog

Postoji metal koji mora izdržati sate izloženosti plamenu iznad 1000 stupnjeva Celzijevih na visini od 10 000 metara bez deformiranja; ali također mora ostati tiho ugrađen u ljudsko tijelo desetljećima bez odbacivanja, korodiranja ili olabavljenja. Ova dva scenarija zahtijevaju gotovo suprotne kvalitete od materijala. Jedan zahtijeva ekstremno visoku-temperaturnu čvrstoću, dok drugi zahtijeva dugoročnu-kompatibilnost sa živim tkivom. Ipak, oboje ukazuju na isti metal-legura titana.

Evo pitanja: Zašto se neke legure titana koriste u motorima, dok se druge koriste u ljudskom tijelu?

Odgovor se ne nalazi u periodnom sustavu, već leži u nevidljivoj "strukturi" unutar njih.

I. Čvrstoća titana: lagan, jak i izdržljiv

Da bismo razumjeli zašto se legure titana koriste u toliko mnogo područja, prvo moramo pogledati njihove "tvorničke postavke". Jedan od najfascinantnijih aspekata titana je taj što kombinira nekoliko prednosti koje su obično u sukobu jedna s drugom: ima znatno nižu gustoću od čelika, ali njegova čvrstoća konkurira onoj mnogih konstrukcijskih čelika; otporan je-na koroziju i ostaje stabilan u mnogim teškim okruženjima; a još može izdržati opterećenja pri umjereno visokim temperaturama.

Još važnije, čisti titan posjeduje sposobnost "transformacije". Na niskim temperaturama njegovi su atomi raspoređeni u zbijenu -strukturu; kada temperatura poraste iznad određene kritične točke, prelazi na drugačiji raspored. U znanosti o materijalima prvi se naziva faza, a drugi faza. Gotovo sve tajne titana sadržane su u ova dva slova: pruža stabilnost i žilavost, dok nudi savitljivost i potencijal.

II. TI6AL4V: "Veliki brat" koji radi sve-i radi sve dobro. Da se možete sjetiti samo jednog imena iz obitelji titanskih legura, to bi najvjerojatnije bio TI6AL4V. Pripada kategoriji + dvo-fazne legure titana, koja sadrži i stabilnu fazu i odgovarajuću količinu faze. Ova konfiguracija "pola--pola" ne rezultira prosječnošću, već rijetkom ravnotežom: dovoljnom snagom, pristojnom rastezljivošću, relativno dobrom obradivošću i stabilnim ukupnim performansama. Uspjeh TI6AL4V ne proizlazi iz izvrsnosti u bilo kojem pojedinačnom aspektu, već radije iz dosljedno dobre izvedbe u svim segmentima.

III. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3Si: Zaronite malo dublje u toplinu

Standardne dvo{0}}fazne legure titana počinju "omekšavati" na određenoj temperaturi-njihova čvrstoća opada, a produljena izloženost toplini uzrokuje njihovu postupnu deformaciju. Za održavanje njihovog integriteta na višim temperaturama, sam sastav Gr5 nije dovoljan. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3S dizajniran je posebno za ovu "otpornu na toplinu" primjenu. Podešavanjem ravnoteže legirajućih elemenata, njegova mikrostruktura ostaje stabilnija na visokim temperaturama, pružajući vrhunsku otpornost na puzanje i omekšavanje.

Ukratko: legure titana često se nazivaju "univerzalnim metalom", ali ta svestranost nije urođena. Njegov temelj leži u dvostrukoj strukturi koja se-mijenja oblika, a njegov potencijal određen je ljudskom kontrolom nad njegovom mikrostrukturom. Od uravnoteženih dvostrukih legura do formulacija otpornih-na toplinu, pa do gotovo- sustava koji maksimiziraju svoj potencijal, svaki korak ovog proširenja vođen je jednim, jednostavnim načelom: materijal pruža mogućnosti; ostalo je na nama da pomjerimo granice.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube