تیتانیوم: تعریف، ویژگی‌ها، گریدها و کاربردها

آخرین به روزرسانی

مقدمه

تیتانیوم به انگلیسی Titanium یک فلز سفید مایل به نقره‌ای است که به دلیل استحکام بالا، سبکی و مقاومت در برابر خوردگی ارزشمند است. خصوصیات منحصر به فرد و مطلوب آن منجر به استفاده‌ی گسترده آن در صنایع و کاربردهای متعددی شده است، به طور عمده در صنایع هوافضا، خودروسازی، پزشکی، و فرآیندهای شیمیایی. چندین ‘گرید و آلیاژ از Titanium وجود دارد و هر نوع آلیاژ خصوصیات منحصر به فردی دارد که آن را برای کاربردهای خاص مناسب می‌سازد. این مقاله تیتانیوم را تعریف می‌کند و خصوصیات، درجات و آلیاژهای مختلف آن را بحث می‌کند و کاربردهایی را که Titaniumدر آنها استفاده می‌شود، توضیح می‌دهد.

قبل از مطالعه این پست ابتدا این فیلم را در مورد تیتانیوم ببینید.

تیتانیوم چیست؟

تیتانیوم یک فلز سفید مایل به نقره با عدد اتمی ۲۲ است. این فلز سبک، انعطاف‌پذیر، مقاوم، ضد خوردگی و سازگار با بدن با نسبت استحکام به وزن بالا است. Titanium نهمین عنصر فراوان روی زمین است. به طور معمول در سنگ‌ها، رس و شن یافت می‌شود. روتیل(Rutile) و ایلمنیت(ilmenite) دو ماده معدنی تجاری اصلی هستند که Titanium از آنها استخراج و تصفیه می‌شود. Titanium به آلیاژهای آلفا، بتا و آلفا-بتا طبقه‌بندی می‌شود.

آلیاژهای آلفا Titanium، که ممکن است حاوی اکسیژن به عنوان عنصر تقویت‌کننده باشند، اغلب با فلزاتی مانند آلومینیوم، مولیبدن و وانادیوم برای بهبود استحکام، مقاومت در برابر خوردگی و ویژگی‌های دیگر آلیاژ شده‌اند. افزودن این فلزات به دست آوردن خواص مطلوب مانند استحکام بهبود یافته، مقاومت در برابر خوردگی و کاهش وزن را ممکن می‌سازد. کاربردهای رایج Titanium و آلیاژهای آن شامل: کاربردهای تجاری و هوافضایی، مبدل‌های حرارتی در نیروگاه‌ها، تأسیسات آب‌شیرین‌کن، کاربردهای دریایی، محصولات معماری، ایمپلنت‌های پزشکی مانند سخت‌افزار جایگزین مفصل و کالاهای مصرفی مانند چوب‌های گلف و قاب‌های دوچرخه.

منشأ تیتانیوم چیست؟

تیتانیوم در سال ۱۷۹۱ توسط ویلیام گرگور، یک شیمیدان و کانی‌شناس انگلیسی کشف شد و در سال ۱۷۹۵ توسط مارتین هاینریش، یک شیمیدان آلمانی نامگذاری شد. کلپروت عنصر را پس از تایتان‌ها در اساطیر یونان با نام “تیتانیوم” نامید. با این حال، تا سال ۱۹۱۰ Titaniumخالص به دست نیامد.

ام. ای. هانتر، دانشمندی که در مؤسسه فناوری پلی‌تکنیک رنسلر کار می‌کرد، با گرم کردن تتراکلرید تیتانیوم (TiCl4) با سدیم در فشار و دمای بالا (۷۰۰-۸۰۰ درجه سانتی‌گراد)، Titanium خالص و کلرید سدیم را به عنوان محصول جانبی تولید کرد. سپس، در سال ۱۹۳۲، ویلیام جاستین کرول Titanium را با کاهش TiCl4 از طریق تقطیر جزئی با کلسیم و بعداً با منیزیم و سدیم جدا کرد. امروزه، “فرآیند کرول” روشی است که اغلب برای تولید تجاری Titaniumاستفاده می‌شود.

یک اصطلاح دیگر برای تیتانیوم چیست؟

گاهی اوقات Titanium به عنوان “فلز شگفت‌انگیز” یا “فلز هوافضا” نامیده می‌شود به دلیل خواص مطلوب زیادی که برای کاربردهای هوافضایی دارد. چگالی پایین، انعطاف‌پذیری، استحکام کششی، و مقاومت در برابر خوردگی همه به این لقب‌ها کمک می‌کنند.

نماد شیمیایی برای تیتانیوم چیست؟

تیتانیوم با نماد شیمیایی Ti و عدد اتمی 22، در گروه چهارم و دوره چهارم جدول تناوبی قرار دارد. به عنوان یک فلز واسطه، Titaniumویژگی‌های منحصر به فردی دارد که آن را از سایر عناصر متمایز می‌کند.با دانستن اینکه Titanium در دوره چهارم و گروه چهارم جدول تناوبی قرار دارد و به گروه فلزات واسطه تعلق دارد، می‌توانیم به راحتی موقعیت آن را در جدول پیدا کنیم. این اطلاعات به ما کمک می‌کند تا خواص و کاربردهای این عنصر ارزشمند را بهتر درک کنیم.

تیتانیوم از چه چیزی ساخته شده است؟

Titanium به دلیل تمایلش به واکنش با اکسیژن به شکل خالص در طبیعت یافت نمی‌شود. در عوض، Titaniumدر تقریباً تمام سنگ‌ها، رس‌ها، شن‌ها و کانی‌ها روی زمین به شکل دی‌اکسید Titanium یافت می‌شود. روتیل و ایلمنیت دو کانی اصلی هستند که برای تولید تجاری Titanium از آنها استفاده می‌شود. آناتاز، پروسکایت، بروکیت و تیتانیت نیز حاوی تیتانیـوم هستند. هر یک از کانی‌های ذکر شده بالا می‌توانند تصفیه شوند تا Titaniumخالص به دست آید.

جدول سنگ‌های معدنی تیتانیوم و مشخصات آن‌ها

همانطور که اشاره شد، روتیل و ایلمنیت دو کانی اصلی حاوی تیتانیوم هستند که به صورت تجاری مورد استفاده قرار می‌گیرند. با این حال، کانی‌های دیگری نیز حاوی Titaniumهستند که ممکن است در برخی کاربردهای خاص مورد استفاده قرار گیرند.

در جدول زیر، برخی از مهم‌ترین کانی‌های تیتانیوم و ویژگی‌های آن‌ها آورده شده است:

نام کانی	فرمول شیمیایی	درصد تیتانیوم (متوسط)	خلوص	کاربردهای اصلی
روتیل	TiO₂	60%	بالا	تولید دی‌اکسید تیتانیوم، رنگدانه‌ها، الکترونیک
ایلمنیت	FeTiO₃	31-53%	متوسط	تولید دی‌اکسید Titanium، آهن
آناتاز	TiO₂	60%	بالا	تولید دی‌اکسید تیتانیوم، کاتالیزور
پروسکایت	CaTiO₃	41%	متوسط	سرامیک‌ها، پیزوالکتریک‌ها
بروکیت	TiO₂	60%	بالا	تولید دی‌اکسید Titanium، جواهرات
تیتانیت	CaTiSiO₅	30%	متوسط	سرامیک‌ها، مواد ساینده

نکات مهم

• درصد تیتانیوم: درصد Titaniumدر کانی‌ها متغیر است و به عوامل مختلفی مانند محل تشکیل و ناخالصی‌ها بستگی دارد. اعداد ذکر شده در جدول، مقادیر متوسط هستند.
• خلوص: خلوص کانی به مقدار ناخالصی‌هایی مانند آهن، سیلیکون و سایر عناصر بستگی دارد. کانی‌های با خلوص بالاتر، برای کاربردهایی که به خلوص بالا نیاز دارند، مناسب‌تر هستند.
• کاربردهای اصلی: کاربردهای اصلی هر کانی به درصد Titanium، خلوص و سایر ویژگی‌های آن بستگی دارد. به عنوان مثال، روتیل و آناتاز به دلیل خلوص بالای Titanium، عمدتاً برای تولید دی‌اکسید تیتانیوم استفاده می‌شوند که در صنایع رنگ، پلاستیک و کاغذ کاربرد دارد. ایلمنیت به دلیل وجود آهن، علاوه بر تولید دی‌اکسید Titanium، در تولید آهن نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد.
• استخراج تیتانیوم: استخراج Titanium از کانی‌ها یک فرآیند پیچیده و پرهزینه است. معمولاً از روش‌های شیمیایی و فیزیکی برای جداسازی Titanium از سایر عناصر استفاده می‌شود.
• دی‌اکسید تیتانیوم: مهم‌ترین ترکیب تیتانیوم، دی‌اکسید تیتانیوم (TiO₂) است که به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد خود، در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد. دی‌اکسید Titanium به عنوان یک رنگدانه سفید، پوشش محافظ، کاتالیزور و در تولید مواد الکترونیکی استفاده می‌شود.

عوامل موثر بر انتخاب کانی تیتانیوم:

• درصد و خلوص تیتانیوم: برای کاربردهایی که به خلوص بالای Titanium نیاز دارند، کانی‌هایی مانند روتیل و آناتاز مناسب‌تر هستند.
• وجود ناخالصی‌ها: ناخالصی‌های موجود در کانی‌ها می‌توانند بر خواص محصول نهایی تأثیر بگذارند.
• هزینه استخراج و فرآوری: هزینه استخراج و فرآوری هر کانی متفاوت است و در انتخاب نوع کانی موثر است.
• کاربرد نهایی: کاربرد نهایی محصول نیز در انتخاب نوع کانی موثر است. به عنوان مثال، برای تولید دی‌اکسید Titanium با خلوص بالا، از کانی‌های روتیل و آناتاز استفاده می‌شود.

Titanium یک عنصر بسیار مهم است که در صنایع مختلف کاربرد گسترده‌ای دارد. انتخاب نوع کانی Titanium برای هر کاربرد خاص، به عوامل مختلفی بستگی دارد. با در نظر گرفتن اطلاعات ارائه شده در این جدول، می‌توان کانی مناسب را برای هر کاربرد انتخاب کرد.

تیتانیوم چگونه ساخته می‌شود؟

فرآیند کرول رایج‌ترین روش استفاده شده برای تولید Titanium خالص است. این فرآیند با گرم کردن سنگ معدن‌هایی مانند روتیل یا ایلمنیت برای تولید تتراکلرید تیتانیوم (TiCl4) مایع آغاز می‌شود. سپس، مایع TiCl4 با تقطیر جزئی تصفیه می‌شود (مشابه فرآیند تقطیر جزئی استفاده شده برای تولید بنزین از نفت خام). پس از تقطیر، منیزیم مذاب به مایع TiCl4 اضافه می‌شود که منجر به تولید اسفنج Titanium متخلخل و نمک مبتنی بر منیزیم می‌شود. سپس اسفنج Titaniumفشرده و در کوره قوس ذوب می‌شود. در نهایت، Titanium خالص به شکل شمش ریخته‌گری می‌شود. آلیاژها می‌توانند با مخلوط کردن ذوب Titanium خالص با فلزات دیگر قبل از ریخته‌گری به شکل شمش ها ساخته شوند.

ویژگی‌های کلیدی تیتانیوم چیست؟

خواص و ویژگی‌های تیتانیوم بسته به درجه و آلیاژ خاص متفاوت است. با این حال، برخی از ویژگی‌های عمومی Titaniumدر فهرست زیر نشان داده شده است:

• مقاوم در برابر خوردگی: تیتانیوم به شدت در برابر خوردگی از آب دریا، کلر و بسیاری از عوامل خورنده دیگر مقاوم است، که آن را در کاربردهای دریایی و فرآیندهای شیمیایی مفید می‌سازد.
• سبک وزن: تیتانیوم دارای چگالی کمی نسبت به بسیاری از فلزات دیگر است. ایده‌آل برای استفاده در ساختارها و اجزای سبک وزن در صنایع هوافضا و خودروسازی.
• استحکام بالا: استحکام تیتانیوم با فولاد رقابت می‌کند. با این حال، یک ساختار تیتانیومی با استحکام معادل تقریباً ۴۵٪ سبک‌تر از ساختار متناظر فولادی است به دلیل چگالی پایین‌تر Titanium. به دلیل استحکام بالا و نسبت استحکام به وزن بالا، تیتانیوم اغلب در صنایع هوافضا، خودروسازی، پزشکی و دریایی استفاده می‌شود.
• سازگاری با بدن: تیتانیوم به عنوان فلزی با سازگاری بیولوژیکی بالا در نظر گرفته می‌شود به دلیل بی‌تفاوتی آن، مقاومتش در برابر خوردگی توسط مایعات بدن، توانایی‌اش برای ادغام در استخوان (استئواینتگریشن-osseointegration)، و حد بالای خستگی چرخه‌ای آن. این ویژگی‌ها Titanium را در ایمپلنت‌های استخوانی، مفصلی و دندانی مفید می‌سازد.
• مقاوم در برابر حرارت: تیتانیوم دارای رسانایی حرارتی پایین است. این باعث می‌شود Titanium برای کاربردهای دمای بالا در ماشین‌کاری، فضاپیماها، موتورهای جت، موشک‌ها و خودروها ایده‌آل باشد.
• غیرمغناطیسی: تیتانیوم غیرمغناطیسی است، اما در حضور یک میدان مغناطیسی پارامغناطیسی می‌شود.
• انعطاف‌پذیر: تیتانیوم یک فلز انعطاف‌پذیر است که انعطاف‌پذیری آن با افزایش دما بهبود می‌یابد. علاوه بر این، آلیاژ کردن Titanium با دیگر فلزات انعطاف‌پذیر مانند آلومینیوم به طور قابل توجهی انعطاف‌پذیری آن را بهبود می‌بخشد.
• انبساط حرارتی پایین: تیتانیوم دارای ضریب انبساط حرارتی پایین است. در دماهای شدید، Titanium به اندازه سایر مواد مانند فولاد منبسط یا منقبض نمی‌شود. خواص انبساط حرارتی پایین آن Titanium را برای کاربردهای ساختاری که در معرض دماهای بالا هستند مانند در هوافضا و فضاپیماها یا ساختمان‌ها و آسمان‌خراش‌ها در صورت آتش‌سوزی ایده‌آل می‌سازد.
• مقاومت عالی در برابر خستگی: تیتانیوم دارای مقاومت عالی در برابر خستگی است. این باعث می‌شود Titaniumبرای کاربردهای هوافضایی که قطعات ساختاری هواپیما مانند ارابه های فرود، سیستم‌های هیدرولیکی و لوله‌های اگزوز تحت بارگذاری چرخه‌ای قرار می‌گیرند، ایده‌آل باشد.

رنگ تیتانیوم چیست؟

تیتانیوم دارای رنگ نقره‌ای-خاکستری یا نقره‌ای-سفید است. با این حال، Titaniumمی‌تواند تمام طیف رنگ‌ها را در صورت آندایزینگ به روش‌های خاص به دست آورد. با کنترل ولتاژ در فرآیند آندایزینگ، رنگ‌های مختلفی از Titaniumقابل دستیابی است.

تیتانیوم چه شکلی است؟

تیتانیوم معمولاً در سنگ‌ها و کانی‌های آذرین و رسوبی یافت می‌شود. ایلمنیت (اکسید تیتانیوم-آهن) و روتیل دو کانی هستند که Titaniumمعمولاً از آنها استخراج می‌شود. ایلمنیت یک سنگ خاکستری-مشکی است، در حالی که روتیل یک سنگ قهوه‌ای تیره تا سیاه با ظاهری شبیه به کریستال است. شکل زیر ظاهر اسفنج Titaniumخالص پس از تصفیه این کانی‌ها را نشان می‌دهد:

گریدهای رایج تیتانیوم چیست؟

گریدهای Titaniumکه در ادامه بررسی می شوند، عمدتاً بر اساس استانداردهای صنعتی و خصوصیات مشخصی که هر گرید را برای کاربردهای خاص مناسب می‌کند، دسته‌بندی شده‌اند. این استانداردها معمولاً توسط سازمان‌هایی مانند ASTM (انجمن آزمایش و مواد آمریکا) یا ISO (سازمان بین‌المللی استانداردسازی) تعیین می‌شوند و خصوصیاتی مانند ترکیب شیمیایی، خواص مکانیکی، و مقاومت در برابر خوردگی را مشخص می‌کنند.

گریدهای تیتانیوم اغلب به دو دسته عمده تقسیم می‌شوند: Titaniumخالص (“CP” اختصاری است برای “Commercially Pure” که به معنای “خالص تجاری” است.) و آلیاژهای Titanium. تیتانیوم خالص در گریدهای مختلفی با خلوص و خواص مکانیکی متفاوت موجود است، در حالی که آلیاژهای Titaniumحاوی عناصر افزودنی هستند که به بهبود خواص خاصی مانند استحکام، مقاومت در برابر حرارت، یا قابلیت جوشکاری کمک می‌کنند.

ترتیب نوشتن گریدهای Titaniumدر متن می‌تواند بر اساس شماره گرید یا بر اساس کاربردهای رایج آنها باشد. به طور معمول، این گریدها با شماره‌های مختلفی نام‌گذاری می‌شوند (مانند گرید 1، گرید 2، گرید 5، و غیره)، و هر شماره نشان‌دهنده ترکیب شیمیایی و خواص فیزیکی مختص به آن گرید است. این شماره‌ها نه لزوماً به ترتیب استحکام یا کاربرد مشخصی هستند، بلکه بیشتر برای شناسایی و استانداردسازی این آلیاژها در صنعت به کار می‌روند.

بنابراین، در حالی که ممکن است ترتیب خاصی برای لیست کردن گریدها وجود داشته باشد، این ترتیب بیشتر برای سهولت شناسایی و استفاده از استانداردهای صنعتی است تا اینکه از الگوی خاصی پیروی کند. انتخاب گرید مناسب برای کاربرد خاص، بستگی به نیازهای مشخص آن کاربرد، از جمله خواص مکانیکی مورد نیاز، مقاومت در برابر خوردگی، دمای کاری، و سایر خصوصیات مهم دارد. برای مثال، گریدهای مختلف Titaniumبرای موارد استفاده‌ای مانند صنایع هوافضا، تجهیزات پزشکی، صنایع دریایی، و ساختارهای مقاوم در برابر خوردگی طراحی شده‌اند. هر گرید بر اساس ترکیب شیمیایی خاص و خواص فیزیکی و مکانیکی که تحت استانداردهای معینی قرار می‌گیرد، مشخص می‌شود.

• گریدهای تجاری خالص (CP): این گریدها بیشتر برای خلوص بالای Titaniumو مقاومت خوب آنها در برابر خوردگی شناخته شده‌اند. آنها معمولا در چهار گرید (گرید ۱ تا ۴) موجود هستند که هر کدام دارای میزان مشخصی از استحکام و دوام هستند، با گرید ۱ کمترین استحکام و گرید ۴ بیشترین استحکام را دارا می‌باشند.
• گریدهای آلیاژی: این گریدها با افزودن عناصر دیگری مانند آلومینیوم، وانادیوم، نیوبیوم، و مولیبدن به Titaniumایجاد می‌شوند تا خواص مکانیکی مانند استحکام، سختی، و تحمل دما بهبود یابد. گرید ۵ (Ti-6Al-4V) یکی از رایج‌ترین آلیاژهای Titanium است و برای برنامه‌های کاربردی که نیاز به ترکیبی از استحکام بالا و مقاومت خوب در برابر خوردگی دارند، مناسب است.

انتخاب گرید مناسب اهمیت ویژه‌ای دارد زیرا خواص مورد نظر برای کاربرد خاص، می‌تواند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد کلی ماده در محیط کاربردی داشته باشد. مهندسان و طراحان باید خواص مورد نیاز را با دقت بررسی کنند تا اطمینان حاصل شود که گرید انتخاب شده برای کاربرد مورد نظر مناسب است، چه از نظر مقاومت مکانیکی، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت جوشکاری، یا هر فاکتور مهم دیگری.

۱. گرید ۱۱

گرید ۱۱، همچنین به عنوان CP Ti-0.15Pd شناخته می‌شود، Titaniumخالص تجاری است، مشابه گرید ۱ و گرید ۲. گرید ۱۱ به دلیل افزودن پالادیوم، مقاومت بیشتری در برابر خوردگی شیار دارد. همچنین دارای انعطاف‌پذیری بالا، مقاومت ضربه و جوشکاری است. گرید ۱۱ به طور معمول در فرآیندهای شیمیایی و ذخیره‌سازی، کانال‌ها، پمپ‌ها و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.

منظور از “خوردگی شیار” (crevice corrosion) به نوعی از خوردگی اشاره دارد که در شیارها، حفره‌ها، یا نقاط تماس که در آنها مایعات محبوس می‌شوند، رخ می‌دهد. این نوع خوردگی معمولاً در مناطقی اتفاق می‌افتد که به دلیل وجود شکاف‌های باریک، حفره‌های کوچک، یا اتصالات فلزی، محیط‌های میکروبیولوژیکی محافظت‌شده و خورنده ایجاد می‌شود. این مناطق می‌توانند محیط‌هایی با کاهش اکسیژن و افزایش اسیدیته را تشکیل دهند که به تسریع فرآیند خوردگی کمک می‌کند.

برای کاربران فارسی‌زبان که ممکن است با این اصطلاح آشنایی نداشته باشند، می‌توان این نوع خوردگی را با توضیح بیشتر یا با استفاده از ترکیبات فارسی مانند “خوردگی در شکاف‌ها” یا “خوردگی در حفره‌های کوچک” توضیح داد تا مفهوم آن روشن‌تر شود.

۲. گرید ۱۲ یا Ti 0.3-Mo 0.8-Ni

تیتانیوم گرید ۱۲، همچنین به عنوان Ti 0.3 Mo 0.8 Ni شناخته می‌شود، یک آلیاژ Titaniumمقاوم، ضد خوردگی و پایدار حرارتی است که برای جوشکاری و قابلیت شکل‌گیری آن ارزشمند است. آلیاژ Titaniumگرید ۱۲ شامل تا ۹۹٪ Titanium، ۰.۶-۰.۹٪ نیکل، ۰.۲-۰.۴٪ مولیبدن، تا ۰.۳٪ آهن، تا ۰.۲۵٪ اکسیژن و سایر عناصر است. به دلیل دوام و مقاومت در برابر خوردگی، گرید ۱۲ به طور معمول در اجزای دریایی مانند کشتی‌ها یا سکوهای حفاری دریایی، تولید شیمیایی و در مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.

۳. گرید ۴

Titaniumگرید ۴ قوی‌ترین تیتانیوم خالص تجاری است. استحکام Titanium گرید ۴ با فولاد ضد زنگ و فولاد کم کربن رقابت می‌کند، که ماده‌ای را با وزن سبک‌تر ارائه می‌دهد. به دلیل استحکام و مقاومت در برابر خوردگی، گرید ۴ به طور معمول در هوافضا، فرآیندهای شیمیایی و اجزای دریایی مانند ساختارهای هواپیما و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.

۴. گرید ۵ یا Ti 6Al-4V

گرید ۵ رایج‌ترین آلیاژ Titaniumاستفاده شده است. این آلیاژ نیمی از تمام Titaniumمورد استفاده در جهان را تشکیل می‌دهد. این گرید دارای استحکام بسیار بالا، مقاومت در برابر حرارت، قابلیت تحمل حرارتی، قابلیت شکل‌گیری و مقاومت در برابر خوردگی است. گرید ۵ همچنین به عنوان Ti 6Al-4V شناخته می‌شود به دلیل درصد آلومینیوم و وانادیوم در آلیاژ. تیتانیوم درجه ۵ شامل ۸۸-۹۰٪ تیتانیوم،۵.۵-۶.۷۵٪ آلومینیوم، ۳.۵-۴.۵٪ وانادیوم و مقادیر کمی از سایر عناصر از جمله آهن، اکسیژن، کربن و هیدروژن است.

به دلیل خواص آن، Titaniumگرید ۵ به شدت در صنعت هوافضا برای ساخت موتورها و اجزای ساختاری مورد تقاضا است. علاوه بر این، Ti 6Al-4V اغلب در قطعات خودرو مانند فنرها و اگزوزها و کاربردهای پزشکی مانند ایمپلنت‌های مفصل استفاده می‌شود.

۵. گرید ۷

گرید ۷ آلیاژ Titaniumاست که تقریباً مشابه Titaniumگرید ۲ است. تنها تفاوت بین گرید ۷ و گرید ۲ افزودن پالادیوم در آلیاژهای گرید ۷ است. ترکیب تیتانیوم گرید ۷ شامل ۹۹٪ تیتانیوم، ۰.۱۲-۰.۲۵٪ پالادیوم، ۰.۳٪ آهن، ۰.۲۵٪ اکسیژن و سایر عناصر است. گرید ۷ بالاترین مقاومت در برابر خوردگی را در میان همه آلیاژهای Titanium دارد و خواص جوشکاری و شکل‌گیری عالی را نشان می‌دهد. به دلیل خواص عالی مقاومت در برابر خوردگی، Titanium گرید ۷ اغلب در تولید شیمیایی و کاربردهای آب‌شیرین‌کن استفاده می‌شود.

۶. گرید ۱

گرید ۱ نرم‌ترین و انعطاف‌پذیرترین گرید تیتانیوم خالص است. بنابراین، Titanium گرید ۱ بهترین قابلیت شکل‌گیری را در میان انواع مختلف Titanium دارد. Titanium گرید ۱ متشکل از ۹۹٪ تیتانیوم، ۰.۲٪ آهن، ۰.۱۸٪ اکسیژن و مقادیر کمی از سایر عناصر مانند نیتروژن، کربن و هیدروژن است. این گرید اغلب در پوشش‌دهی، لوله‌کشی، لوله‌ها و سایر کاربردها که قابلیت شکل‌گیری و جوشکاری حیاتی است، مانند در صنایع هوافضا، خودروسازی و تولید برق استفاده می‌شود.

۷. گرید ۳

گرید ۳ کمترین گرید Titanium خالص مورد استفاده است. گرید ۳ قوی‌تر از Titanium گرید ۱ و گرید ۲ است، اما انعطاف‌پذیری و قابلیت شکل‌گیری کمتری دارد. گرید ۳ به طور معمول در مخازن کرایوژنیک، لوله‌های مبدل، مبدل‌های حرارتی و سایر تجهیزات پردازش شیمیایی استفاده می‌شود.

مخازن کرایوژنیک به مخازنی اطلاق می‌شود که برای نگهداری مواد در دماهای بسیار پایین، معمولاً زیر منفی 150 درجه سانتیگراد (-238 درجه فارنهایت) طراحی شده‌اند. این دماها به قدری پایین هستند که امکان مایع ماندن گازهایی مانند نیتروژن، اکسیژن، هلیوم، آرگون و گاز طبیعی را فراهم می‌آورند، که در این حالت به آن‌ها “مایعات کرایوژنیک” گفته می‌شود.

این مخازن باید به گونه‌ای طراحی شوند که قادر به تحمل شرایط فشار بالا و دماهای شدیداً پایین باشند. این امر معمولاً از طریق استفاده از مواد عایق بندی شده پیشرفته، طراحی‌های دو جداره یا خلاء و سیستم‌های کنترل فشار انجام می‌شود تا از تبخیر سریع مایعات جلوگیری کنند و اطمینان حاصل شود که محتویات برای مدت طولانی در دمای مورد نیاز باقی بمانند.

مخازن کرایوژنیک در بخش‌های مختلفی به کار گرفته می‌شوند، از جمله:

• در پزشکی، برای نگهداری نمونه‌های زیستی مانند اسپرم، تخمک‌ها، بافت‌ها و سلول‌های بنیادی.
• در صنعت، برای نگهداری گازهای صنعتی مایع مانند نیتروژن مایع و اکسیژن مایع که در فرآیندهای مختلف تولید و پردازش استفاده می‌شوند.
• در تحقیقات علمی، برای نگهداری مواد نمونه یا مواد شیمیایی در دماهای کرایوژنیک به منظور مطالعه خواص فیزیکی و شیمیایی آنها.
• در صنایع فضایی، برای ذخیره‌سازی سوخت‌های راکت مانند هیدروژن مایع و اکسیژن مایع که در موتورهای راکت استفاده می‌شوند.

طراحی این مخازن می‌بایست به گونه‌ای باشد که به حداقل رساندن اتلاف حرارتی و جلوگیری از هر گونه تبخیر یا نشتی اطمینان دهد، همچنین ایمنی در برابر فشارهای ناشی از تغییرات دمایی را تضمین کند.

۸. گرید ۶ یا Ti 5Al-2.5Sn

Titanium گرید ۶ آلیاژ تیتانیومی است که حاوی تقریباً ۵٪ آلومینیوم، ۲.۵٪ قلع و ۰.۵٪ آهن است. افزودن آلومینیوم و قلع مقاومت در برابر خزش و ثبات دمایی Titanium را بهبود می‌بخشد. گرید ۶ برای دماهای سرویس بالاتر حدود ۴۸۲ درجه سانتیگراد ترجیح داده می‌شود که اغلب برای محفظه‌ها و حلقه‌ها در موتورهای توربین، اعضای سازه و چارچوب‌ها در هواپیماها و قطعات فرآیند شیمیایی استفاده می‌شود.

۹. گرید ۲

گرید ۲ یکی دیگر از تیتانیوم‌های خالص تجاری است و رایج‌ترین گرید Titanium خالص مورد استفاده است. مانند سایر گریدهای تیتانیوم خالص، حاوی ۹۹٪ Titanium است اما با سایر گریدهای خالص در اینکه حاوی ۰.۳٪ آهن، ۰.۲۵٪ اکسیژن و مقادیر کمی از سایر عناصر متفاوت است. درصد اکسیژن بیشتر به Titanium گرید ۲ اجازه می‌دهد قوی‌تر از گرید ۱ باشد. علاوه بر این، انعطاف‌پذیری و جوشکاری آن، گرید ۲ را به یک آلیاژ بسیار چندمنظوره تبدیل می‌کند.

Titanium گرید ۲ اغلب به دلیل مقرون به صرفه بودن نسبت به سایر گریدهای Titanium به میزان زیادی برای کاربردهای گسترده تولید استفاده می‌شود. تیتانیوم گرید ۲ اغلب در صنایع تولید برق و نفت به عنوان ماده پوششی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی استفاده می‌شود.

۱۰. گرید ۲۳ یا Ti 6AL-4V ELI

Titanium گرید ۲۳، همچنین به عنوان Ti 6Al-4V ELI به دلیل ترکیب شیمیایی آن شناخته می‌شود، دارای استحکام کششی و تسلیم بالا، چقرمگی، انعطاف‌پذیری و جوشکاری است. این دارای ترکیبی از ۸۸-۹۰٪ تیتانیوم، ۵.۵-۶.۵٪ آلومینیوم، ۳.۵-۴.۵٪ وانادیوم، ۰.۲۵٪ آهن، ۰.۱۳٪ اکسیژن و سایر عناصر است. گرید ۲۳ به عنوان نسخه‌ای پاک‌تر از Titaniumگرید ۵ در نظر گرفته می‌شود و اغلب بهترین انتخاب برای کاربردهای دندانی و پزشکی است. بنابراین، Titanium گرید ۲۳ اغلب در جایگزینی‌های استخوان و مفصل، منگنه‌های جراحی، گیره‌های بخیه، ایمپلنت‌های دندانی و بیشتر استفاده می‌شود.

کدام گرید تیتانیوم بهترین است؟

گرید ۵ (Ti 6Al-4V) تیتانیوم به دلیل طیف وسیعی از خواص مطلوب آن، انعطاف‌پذیرترین گرید Titanium است. این کلاس دارای استحکام و انعطاف‌پذیری بالا است و همچنین ضد خوردگی، پایدار حرارتی و به شدت قابل شکل‌دهی است. خواص آن باعث می‌شود Titanium گرید ۵ برای استفاده در طیف وسیعی از صنایع و کاربردها ایده‌آل باشد: از قطعات خودرو و هوافضا گرفته تا کالاهای ورزشی و محصولات مصرفی.

کدام گرید تیتانیوم برای چاپ سه بعدی استفاده می‌شود؟

Titaniumگرید ۵ (Ti 6Al-4V) برای چاپ سه بعدی استفاده می‌شود. گرید ۵ به دلیل استحکام بالا، قابلیت شکل‌گیری عالی و ثبات حرارتی برای چاپ سه بعدی بهترین است. روش‌های چاپ سه بعدی مانند ذوب لایه‌ای با لیزر انتخابی، ذوب با پرتو الکترونی و سینترینگ لیزری مستقیم فلز برای چاپ سه بعدی Titaniumاستفاده می‌شوند. این فرآیندها شامل ذوب انتخابی پودر Titanium است که به طور دقیق روی یک تخت چاپ قرار گرفته است. یک لیزر قدرتمند یا پرتو الکترونی پودر Titanium را ذوب می‌کند و آن را با لایه‌های قبلی از مواد چاپ شده ترکیب می‌کند تا قطعات کامل را بسازد.

قیمت تیتانیوم چقدر است؟

به طور خلاصه Titanium خالص تجاری تقریباً ۱۸-۲۰ دلار به ازای هر کیلوگرم و آلیاژهای Titanium تقریباً ۷۰-۸۰ دلار به ازای هر کیلوگرم هزینه دارد.

قیمت Titanium به دلایل مختلفی مانند تقاضای بازار، محدودیت‌های عرضه و شرایط اقتصادی جهانی دائماً در حال تغییر است. به عنوان مثال، در نیمه اول سال 2022، قیمت‌ها به شدت تحت تأثیر تنش‌های ناشی از جنگ روسیه و اوکراین قرار گرفت، که منجر به محدودیت‌های تجاری و افزایش هزینه‌های تولید شد. ایالات متحده، که بخش قابل توجهی از نیازهای Titanium خود را از روسیه وارد می‌کند، شاهد افزایش قیمت‌ها به دلیل تحریم‌ها علیه صادرکنندگان روسی بود. این وضعیت توسط اختلالات جهانی زنجیره تامین تشدید شد و به افزایش قیمت‌های تیتانـوم در آن دوره کمک کرد.

قیمت فلز Titanium نوسانات قابل توجهی را تجربه کرد، با میانگین‌های مشاهده شده در حدود 7.68 دلار برای هر کیلوگرم در ژانویه و اوج گرفتن به حدود 19.28 دلار برای هر کیلوگرم در ماه می همان سال. با این حال، بازار در نهایت شاهد برخی از پایداری‌ها بود، با قیمت‌هایی که به طور میانگین حدود 13.90 دلار برای هر کیلوگرم در انتهای دومین سه ماهه ثبت شد.

لازم به ذکر است که این قیمت‌ها می‌توانند به طور قابل توجهی در طول زمان تغییر کنند و تحت تأثیر عوامل بسیاری از جمله رویدادهای جئوپلیتیک، دینامیک‌های عرضه و تقاضا، و روندهای خاص صنعت قرار دارند. برای به‌دست آوردن اطلاعات قیمتی جاری و دقیق، بهتر است به گزارش‌های بازار خاص یا خدمات داده مالی که قیمت‌های کالاها را به صورت زمان‌واقعی ردیابی می‌کنند، مراجعه شود.

گرید تیتانیوم	قیمت در ایالات متحده (بر حسب دلار)	قیمت در اروپا (بر حسب یورو)
گرید 1	$27	€23
گرید 2	$24	€20
گرید 3	$27	€23
گرید 4	$27	€23
گرید 5	$50	€43
گرید 6	$48	€41
گرید 7	$65	€56
گرید 9	$103	€89
گرید 11	$110	€94
گرید 12	$110	€94

کدام گرید تیتانیوم ارزان‌ترین است؟

گرید ۲ تیتانیوم ارزان‌ترین گرید Titanium است زیرا این رایج‌ترین گرید Titanium خالص تجاری مورد استفاده است. استفاده گسترده آن منجر به حجم تولید بالایی می‌شود که قیمت آن را کاهش می‌دهد.

کدام درجه تیتانیوم برای آندایزینگ استفاده می‌شود؟

گریدهای ۲ و ۳ Titanium هر دو برای آندایزینگ مناسب هستند. آندایزینگ یک فرآیند الکتروشیمیایی است که یک لایه اکسید محافظ را روی سطح ماده ایجاد می‌کند.

خواص تیتانیوم چیست؟

خواص Titanium در زیر فهرست شده‌اند:

• مقاومت الکتریکی: مقاومت الکتریکی Titanium از ۵۱ میکرواهم بر سانتی‌متر (Ti-0.8Ni-0.3Mo) تا ۱۹۸ میکرواهم بر سانتی‌متر (Ti-8Al-1Mo-1V) متغیر است.
• رسانایی حرارتی: رسانایی حرارتی Titanium از ۶ وات بر متر در کلوین (Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo) تا ۲۲.۷ وات بر متر در کلوین (Ti-0.8Ni-0.3Mo) متغیر است.

خواص فیزیکی تیتانیوم چیست؟

برخی از خواص فیزیکی Titaniumدر زیر فهرست شده‌اند:

• چگالی: چگالی تیتانیوم ۴.۵۰۶ گرم بر سانتی‌متر مکعب است.
• استحکام: استحکام Titanium بسته به گرید Titanium و غلظت عناصر آلیاژی آن متفاوت است. استحکام Titanium از ۲۴۰ مگاپاسکال (تیتانیوم خالص تجاری گرید ۱) تا ۱۲۴۱ مگاپاسکال (آلیاژ Ti-10V-2Fe-3Al) متغیر است.
• رنگ: Titanium دارای رنگ درخشان، نقره‌ای-سفید است.
• انعطاف‌پذیری: انعطاف‌پذیری Titanium از ۶٪ افزایش طول (Ti-3Al-8V-6Cr-4Zr-4Mo) تا ۲۵٪ (Titanium خالص تجاری گرید ۱) متغیر است.
• دوام: Titanium بسیار مقاوم است و به دلیل استحکام کششی بالا، سختی و مقاومت عالی در برابر خستگی آن، انتظار می‌رود عمر طولانی داشته باشد.

خواص شیمیایی تیتانیوم چیست؟

برخی از خواص شیمیایی Titanium در زیر فهرست شده‌اند:

• پتانسیل اکسیداسیون: Titanium دارای پتانسیل اکسیداسیون به دلیل پیکربندی الکترونی و طبقه‌بندی آن به عنوان یک فلز گذار است. به دلیل پتانسیل اکسیداسیون بالا، Titanium به صورت خالص در طبیعت یافت نمی‌شود و در عوض به صورت اکسیدها در سنگ‌ها و کانی‌ها یافت می‌شود.
• توانایی تشکیل آلیاژها: تیتانیوم به راحتی می‌تواند با سایر فلزات و عناصر آلیاژ تشکیل دهد به دلیل اندازه اتمی و طبقه‌بندی آن به عنوان یک فلز گذار. آلیاژهای مختلفی از Titanium وجود دارد.
• واکنش‌پذیری: تیتانیوم در دماهای بالا به اسیدها و هالوژن‌ها واکنش‌پذیر است و کاملاً در برابر بازها غیر واکنشی است.
• مقاومت در برابر خوردگی: Titanium به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم است به دلیل تمایل آن به واکنش با اکسیژن و نیتروژن. تشکیل اکسیدها روی سطح Titanium از ماده زیرین در برابر عوامل خورنده محافظت می‌کند.

کاربردهای تیتانیوم چیست؟

خواص Titanium استفاده از آن را در طیف وسیعی از صنایع و کاربردها رایج می‌سازد. برخی از کاربردهای Titanium در زیر فهرست شده‌اند:

۱. جواهرات

تیتانیوم به طور معمول در جواهرات برای ساخت آویزها، ساعت‌های مچی، گردنبندها، حلقه‌ها و سایر اقلام به دلیل دوام، وزن سبک و مقاومت در برابر خوردگی استفاده می‌شود. علاوه بر این، Titanium گاهی اوقات با طلا ترکیب می‌شود تا آلیاژهای طلای ۲۴ عیاری تولید شود که سخت‌تر و مقاوم‌تر از جایگزین‌های طلای خالص هستند. به دلیل سازگاری بیولوژیکی آن، Titanium بین افرادی که به سایر فلزات معمولاً یافت شده در جواهرات، مانند نیکل، آلرژی دارند، محبوب است.

۲. پزشکی

تیتانیوم فلزی بسیار مهم در صنعت پزشکی است به دلیل استحکام بالا، مقاومت در برابر خستگی و سازگاری بیولوژیکی. Titanium اغلب در ابزارهای جراحی و دندانی، ایمپلنت‌ها و جایگزینی‌های مفصل استفاده می‌شود. استئواینتگریشن، توانایی استخوان و ایمپلنت مصنوعی برای ایجاد اتصال ساختاری و عملکردی، با Titanium ممکن است. سازگاری بیولوژیکی و عدم سمیت Titanium نتایج بهتر بیمار و ایمپلنت‌ها و پروتزهای مقاوم و قوی را که می‌توانند تا ۳۰ سال دوام داشته باشند، تضمین می‌کند.

۳. صنعتی

تیتانیوم به طور معمول در طیف وسیعی از محیط‌های صنعتی به دلیل استحکام بالا و مقاومت در برابر خستگی، مقاومت در برابر خوردگی، وزن سبک و دوام استفاده می‌شود. کاربردهای Titanium در تنظیمات صنعتی شامل مبدل‌های حرارتی، مخازن، رآکتورها، شیرها، لوله‌ها، میله‌های اتصال، پمپ‌ها و غیره است.

۴. هوافضا

تیتانیوم انتخاب عالی برای ساخت قطعات و وسایل هوافضایی است و تقریباً ۵۰٪ از وزن کل یک هواپیما را تشکیل می‌دهد. این اغلب برای ساخت قطعات حیاتی مانند ارابه های فرود، دیواره‌های آتش‌نشانی و سیستم‌های هیدرولیکی استفاده می‌شود. Titanium در صنعت هوافضا به دلیل چگالی پایین، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر خستگی ارزشمند است.

۵. معماری

تیتانیوم برای محصولات معماری به دلیل وزن سبک، استحکام بالا، مقاومت در برابر خوردگی و دوام ایده‌آل است. در حالی که فولاد همچنان برای چارچوب‌های ساختمان ترجیح داده می‌شود، Titanium اغلب برای قاب‌های شیشه‌ای، نماها، سقف‌ها، سطوح دیوار داخلی و سقف‌ها به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و نسبت استحکام به وزن بالای آن استفاده می‌شود.

۶. کامپوزیت‌ها

کامپوزیت‌های مبتنی بر تیتانیوم مواد جدیداً توسعه یافته‌ای هستند که از استحکام و ویژگی‌های وزنی Titanium برای تولید کامپوزیت‌های تقویت‌شده با الیاف Titanium یا تقویت‌شده با ذرات (پودر) استفاده می‌کنند. کامپوزیت‌های Titanium استحکام، مقاومت در برابر سایش و استحکام بیشتری نسبت به آلیاژهای معمولی نشان می‌دهند. در حالی که کامپوزیت‌های Titanium فقط از ابتدای قرن ۲۱ توسعه یافته‌اند، شروع به پیاده‌سازی در کاربردهای هوافضایی و خودرویی می‌کنند.

در شکل زیر کامپوزیت تیتانیومی TMC را مشاهده می کنید.کامپوزیت ماتریس تیتانیومی (TMC) یک ماده کامپوزیتی تقویت‌شده با الیاف است که در آن الیاف کاربید سیلیکون (SiC) درون یک ماتریس فلزی از تیتانیوم قرار می‌گیرند و با ایجاد یک اتصال بی‌درز (تقریباً یکپارچه) با هم پیوند می‌یابند. به دلیل ویژگی‌های خاص فرایند اسپاترینگ مغناطیسی، هر آلیاژ تیتانیومی می‌تواند به‌عنوان ماتریس فلزی استفاده شود.

۷. صنعت خودرو

تیتانیوم اغلب در صنعت خودرو برای ساخت قطعات موتور، میل‌لنگ‌ها، نشیمنگاه‌های سوپاپ، میله‌های اتصال، سیستم‌های اگزوز، سیستم‌های تعلیق و چارچوب‌های خودرو استفاده می‌شود. Titanium در صنعت خودرو به دلیل چگالی پایین، نسبت استحکام به وزن بالا، مقاومت در برابر خوردگی و مقاومت در برابر حرارت بسیار مورد توجه است. نه تنها این ویژگی‌های Titanium به بهبود آیرودینامیک و عملکرد کمک می‌کند، بلکه چگالی پایین و استحکام بالای آن نیز منجر به فرآیند تولید مقرون به صرفه‌تر می‌شود زیرا مواد کمتری برای برآورده کردن کاربردهای خاص مورد نیاز است.

۸. پروسه های شیمیایی

تیتانیوم اغلب در صنعت فرآیندهای شیمیایی به دلیل مقاومت در برابر خوردگی و بی‌اثری شیمیایی استفاده می‌شود. در حالی که واکنش‌پذیری Titaniumدر دماهای بالاتر (بیشتر از ۳۷۱ درجه سانتیگراد) به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد، Titanium به طور کلی در دماهای پایین‌تر غیر واکنشی و پایدار است. Titanium اغلب در لوله‌ها، فلنج‌ها، لوله‌ها، مخازن، پمپ‌ها و مبدل‌های حرارتی استفاده می‌شود.

مزایای تیتانیوم چیست؟

برخی از مزایای Titanium در زیر فهرست شده‌اند:

• استحکام بالا: تیتانیوم استحکام عالی دارد و یکی از قوی‌ترین فلزات در جدول تناوبی است. نسبت استحکام به وزن آن حتی بیشتر از آلومینیوم است. استحکام و وزن کم آن Titanium را به یک گزینه محبوب در بسیاری از صنایع و کاربردها تبدیل می‌کند.
• مقاومت در برابر خوردگی: تیتانیوم به طور طبیعی در برابر خوردگی مقاوم است به دلیل آمادگی آن برای واکنش با اکسیژن. اکسید Titanium در سطح قطعه هنگام قرار گرفتن در معرض هوا تشکیل می‌شود. این لایه اکسید Titanium بقیه ماده را از مواد خورنده و محیط‌ها محافظت می‌کند. مقاومت آن در برابر خوردگی Titanium را برای استفاده در ساخت و ساز و کاربردهای دریایی ایده‌آل می‌سازد.
• سازگاری بیولوژیکی: تیتانیوم غیر سمی و با انسان‌ها و حیوانات سازگار است. بنابراین، Titanium اغلب در صنعت پزشکی و دندانی استفاده می‌شود، جایی که برای ایمپلنت‌ها و ابزارهای جراحی و دندانی استفاده می‌شود.
• نقطه ذوب بالا: Titanium دارای نقطه ذوبی حدود ۱۶۶۸ درجه سانتیگراد است. این باعث می‌شود تیتانیوم برای کاربردهای دمای بالا مانند موتورهای جت، موشک‌ها، نیروگاه‌ها و کوره‌ها ایده‌آل باشد.
• روش‌های ساخت متنوع: اگرچه Titanium یک فلز بسیار محکم است، اما نرم و انعطاف‌پذیر است. این امکان را فراهم می‌کند که قطعات تیتانیومی از طیف گسترده‌ای از فرآیندهای تولید از جمله ماشین‌کاری، شکل‌دهی، نورد، ریخته‌گری و جوشکاری ساخته شوند.

محدودیت‌های تیتانیوم چیست؟

برخی از محدودیت‌های Titanium در زیر فهرست شده‌اند.

• واکنش‌پذیر در دماهای بالا: تیتانیوم به طور کلی غیر واکنشی و بی‌اثر به دلیل لایه اکسید محافظ آن است. با این حال، Titanium در دماهای بالا (>۳۷۱ درجه سانتیگراد) واکنش‌پذیر است. این ساخت Titanium خالص و آلیاژی را دشوار و بسیار کنترل شده می‌کند. تولید Titanium باید در محیطی کاملاً کنترل شده و بدون اکسیژن انجام شود.
• گران: تصفیه سنگ‌ها و کانی‌های خام برای به دست آوردن تیتانیوم خالص هزینه‌بر و پیچیده است. این به دلیل واکنش‌پذیری Titanium در دماهای بالا و گستردگی فرآیندهای موجود در فرآیند کرول برای جداسازی Titanium است.
• دشواری در ماشین‌کاری: ماشنکاری Titanium می‌تواند به دلیل رسانایی حرارتی پایین آن دشوار باشد. حرارت تولید شده در حین ماشین‌کاری در ابزار تجمع می‌یابد تا در قطعه کار. این می‌تواند منجر به کاهش عمر ابزار و کیفیت ماشین‌کاری شود.
• مقاومت پایین در برابر خزش: Titanium مقاومت پایینی در برابر خزش در دماهای بالای ۳۰۰ درجه سانتیگراد دارد. خزش تغییر شکل آهسته یک ماده است هنگامی که تحت بارهای دائمی قرار می‌گیرد و در محیط‌های دمای بالا بیشتر رخ می‌دهد.

آیا تیتانیوم ضد زنگ است؟

بله، Titanium ضد زنگ است. زنگ آهن اکسید است. زمانی ایجاد می‌شود که آهن با هوا واکنش نشان دهد. Titanium هیچ آهنی ندارد و بنابراین، زنگ نمی‌زند. مگر اینکه Titanium در دماهای بالا در معرض اسیدها قرار گیرد، Titanium خورده نمی‌شود زیرا یک لایه متراکم اکسید تیتانیوم در سطح Titanium هنگام واکنش با هوا تشکیل می‌شود. لایه اکسید تیتانیوم Titanium زیرین را از خوردگی ناشی از اسیدها، بازها، آب دریا و سایر مواد محافظت می‌کند.

آیا تیتانیوم مغناطیسی است؟

بله، Titanium یک فلز پارامغناطیسی است. این بدان معناست که تیتانیوم به میدان‌های مغناطیسی خارجی اعمال شده جذب می‌شود، اما نه به همان اندازه مواد فرومغناطیسی مانند آهن، فولاد و نیکل.

آیا تیتانیوم یک فلز است؟

بله، Titanium یک فلز است. مانند سایر فلزات، دارای ظاهر درخشان، رسانای خوب الکتریکی و حرارتی است و انعطاف‌پذیر است.

آیا تیتانیوم ضد گلوله است؟

بله، Titanium در برابر اسلحه‌های کمری و اسلحه‌های استفاده شده برای شکار ضد گلوله است. با این حال، Titanium در برابر سلاح‌های نظامی قدرتمند، ضد زره نیست.

تفاوت بین تیتانیوم و آلومینیوم چیست؟

تیتانیوم و آلومینیوم دو فلز در جدول تناوبی هستند که به طور معمول آلیاژ شده و در طیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شوند. تفاوت‌های اصلی در خواص مختلف و هزینه‌ها بین دو فلز در جدول زیر نشان داده شده است:

خصوصیت	تیتانیوم	آلومینیوم
چگالی	سنگین‌تر (۴۵۰۰ کیلوگرم بر متر مکعب)	سبک‌تر (۲۷۱۲ کیلوگرم بر متر مکعب)
استحکام تسلیم	پایین‌تر (۱۷۰ تا ۴۸۰ مگاپاسکال)	بالاتر (۲۰۰-۶۰۰ مگاپاسکال)
استحکام کششی	بالاتر (۲۳۰-۱۴۰۰ مگاپاسکال)	پایین‌تر (۱۷۰-۱۱۰۰ مگاپاسکال)
سختی	بالاتر	پایین‌تر
هدایت حرارتی	پایین‌تر (۱۷.۰ وات بر متر-کلوین)	بالاتر (۲۱۰ وات بر متر-کلوین)
نقطه ذوب	بالاتر (۱۶۶۸ درجه سانتیگراد)	پایین‌تر (۶۶۰ درجه سانتیگراد)
قیمت	بالاتر	پایین‌تر
مقاومت در برابر خوردگی	عالی، به‌خصوص در گریدهای خالص	خوب، به‌خصوص با پوشش آنودایز
کاربردهای عمومی	هوافضا، پزشکی، صنعتی	بسته‌بندی، حمل‌ونقل، ساختمانی

سوالات متداول(FAQ)

خلاصه

این مقاله تیتانیوم را معرفی کرد، توضیح داد که چیست و کاربردهای مختلف آن را بحث کرد.این مقاله برای اولین بار در سایت بازارگاه ساخت و تولید ایران به نشانی Digimfg.ir منتشر شده است.

منابع

xometry.com/resources/materials/titanium

سلب مسئولیت

محتوای ارائه شده در این صفحه وب صرفا جنبه اطلاع رسانی دارد. DIGIMFG هیچگونه ضمانت یا مسئولیتی، چه به صورت صریح یا ضمنی، در خصوص صحت، کامل بودن یا اعتبار اطلاعات بر عهده نمی گیرد. پارامترهای عملکرد، تلرانس های هندسی، ویژگی‌های طراحی خاص، کیفیت یا نوع مواد، یا فرایندها را نباید نمایانگر آنچه توسط تأمین کنندگان یا تولیدکنندگان شخص ثالث در شبکه DIGIMFG ارائه می‌شود، دانست. خریدارانی که به دنبال دریافت قیمت هستند موظفند تا الزامات فنی ویژه موردنیاز برای قطعات را تعریف کنند. برای کسب اطلاعات بیشتر، لطفاً به شرایط و ضوابط ما مراجعه کنید.