Legura titanijuma--Može izdržati toplinu svemira i pomoći rastu kostima kada se implantira u tijelo - Blog

Postoji metal koji mora izdržati sate izlaganja plamenu preko 1.000 stepeni Celzijusa na visini od 10.000 metara bez deformisanja; ipak mora ostati tiho ugrađen u ljudsko tijelo decenijama bez da bude odbačen, korodiran ili olabavljen. Ova dva scenarija zahtijevaju gotovo suprotne kvalitete od materijala. Jedan zahtijeva ekstremnu -čvrstoću na visokim temperaturama, dok drugi zahtijeva-dugoročnu kompatibilnost sa živim tkivom. Ipak, oba ukazuju na isti metal-legura titanijuma.

Evo pitanja: zašto se neke legure titanijuma koriste u motorima, dok se druge koriste u ljudskom tijelu?

Odgovor se ne nalazi u periodičnoj tablici, već leži u nevidljivoj "strukturi" unutar njih.

I. Snaga titanijuma: lagana, jaka i izdržljiva

Da bismo razumjeli zašto se legure titana koriste u toliko mnogo polja, prvo moramo pogledati njihove "fabričke postavke". Jedan od najfascinantnijih aspekata titanijuma je to što kombinuje nekoliko prednosti koje se obično sukobljavaju jedna s drugom: ima gustoću znatno nižu od čelika, ali je njegova čvrstoća konkurentna snazi mnogih konstrukcijskih čelika; otporan je na koroziju-i ostaje stabilan u mnogim teškim okruženjima; i još uvijek može izdržati opterećenja na umjereno visokim temperaturama.

Što je još važnije, čisti titanijum poseduje sposobnost "transformacije". Na niskim temperaturama, njegovi atomi su raspoređeni u zbijenu-strukturu; kada temperatura poraste iznad određene kritične tačke, prelazi na drugačiji raspored. U nauci o materijalima, prva se naziva faza, a druga faza. Skoro sve tajne titanijuma sadržane su u ova dva slova: obezbeđuje stabilnost i čvrstinu, dok nudi savitljivost i potencijal.

II. TI6AL4V: "Veliki brat" koji sve to radi-i radi sve dobro Da možete zapamtiti samo jedno ime iz porodice legura titanijuma, to bi najvjerovatnije bilo TI6AL4V. Spada u kategoriju legura titana + dvije-faze, koja sadrži i stabilnu fazu i odgovarajuću količinu faze. Ova konfiguracija "pola-i-pola" ne rezultira osrednjošću, već rijetkim balansom: dovoljna snaga, pristojna duktilnost, relativno dobra obradivost i stabilne ukupne performanse. Uspjeh TI6AL4V ne proizlazi iz izvrsnosti u bilo kojem pojedinačnom aspektu, već iz konstantnog dobrog učinka na svim segmentima.

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

Standardne dvofazne legure titanijuma počinju da "omekšaju" na određenoj temperaturi-njihova čvrstoća opada, a produženo izlaganje toploti dovodi do njihovog postepenog deformisanja. Da bi se održao njihov integritet na višim temperaturama, sam sastav Gr5 je nedovoljan. Ti-6.5Al-3.5Mo-1.5Zr-0.3S je dizajniran posebno za ovu aplikaciju "otpornu na toplinu". Podešavanjem ravnoteže legirajućih elemenata, njegova mikrostruktura ostaje stabilnija na visokim temperaturama, pružajući vrhunsku otpornost na puzanje i omekšavanje.

Ukratko: legure titanijuma se često nazivaju "univerzalnim metalom", ali ova svestranost nije urođena. Njegov temelj leži u dupleks strukturi "-promjenjive forme", a njen potencijal je određen ljudskom kontrolom nad njegovom mikrostrukturom. Od uravnoteženih dupleks legura do formulacija otpornih na toplotu-, pa do skoro- sistema koji maksimiziraju njegov potencijal, svaki korak ove ekspanzije vođen je jednim, jednostavnim principom: materijal pruža mogućnosti; ostalo je na nama da pomjerimo granice.

1 Kilogram Of Titanium Bar High Purity Titanium Metal Cube