He aha ka Lae hehee o Titanium?

1. Hōʻikeʻike

Ka helu heheʻe kaulike o ka maʻemaʻe Titanium (No) a 1 ka lewa 1668.0 ° C (≈ 1941.15 K, 3034.4 ° F).

He kuhikuhi koʻikoʻi kēlā helu hoʻokahi, akā no ka ʻenekinia a me ka hana ʻana ʻo ia wale nō ka hoʻomaka: Hōʻike ka titanium i kahi hoʻololi allotropic α→β ma ≈ 882 ° C;
ʻO nā mea hao a me nā haumia e hana i nā pae solidus/liquidus ma mua o kahi kiko hoʻokahi; a me ka hana kemika loa o ka titanium i nā wela kiʻekiʻe e koi ai i nā mea hana e hoʻoheheʻe a mālama iā ia i loko o nā ʻenekini a i ʻole nā ​​​​kaiapuni inert..

Hōʻike kēia ʻatikala i ka helu heheʻe ma nā huaʻōlelo thermodynamic, hōʻike i ka hoʻololi ʻana o ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka hoʻohaumia ʻana i ka hana hoʻoheheʻe/paʻa, hāʻawi i nā kuhi ikehu hoʻoheheʻe kūpono a wehewehe i nā ʻenehana hoʻoheheʻe ʻoihana a me nā kaʻina hana e pono ai ka hana maʻemaʻe., kiʻekiʻe-hana titanium a me ka titanium-alloy huahana.

2. ʻO ka helu hoʻoheheʻe kino o ka titanium maʻemaʻe

3. Thermodynamics a me nā kinetics o ka heheʻe

• ʻO ka wehewehe ʻana o Thermodynamic: ʻO ka hoʻoheheʻe ʻana ʻo ia ka hoʻololi o ka pae kauoha mua kahi e like ai nā ikaika manuahi o Gibbs o nā pae paʻa a me ka wai..
  No ka mea maʻemaʻe ma ke kaomi paʻa ʻo ia kahi mahana i wehewehe ʻia (ʻO ka manaʻo Mening).
• Wela huna: hoʻomohu ʻia ka ikehu ma ke ʻano he wela huna o ka hui ʻana e wāwahi i ke kauoha crystalline; ʻAʻole piʻi ka mahana i ka wā o ka hoʻololi ʻana a hiki i ka hoʻoheheʻe ʻana.
• Kinetics a undercooling: i ka wā paʻa, hiki ke noho ka wai ma lalo o ka hoʻoheheʻe kaulike (wai) wela - undercooling - ka mea e hoʻololi i ka helu nucleation a me ka microstructure (ka nui o ka palaoa, morphology).
  I ka hoʻomaʻamaʻa, ka helu hooluolu, ʻO nā kahua nucleation a me ka haku mele e hoʻoholo i ke ala paʻa a me ka microstructure hope.
• Heterogeneous vs homogeneous nucleation: paʻa nā ʻōnaehana maoli e ka nucleation heterogeneous (maluna o na haumia, pā poni, a i ʻole nā ​​mea inoculants), no laila, hoʻololi ka hoʻomaʻemaʻe a me ka hoʻolālā ʻana i ka hana hoʻoikaika paʻa.

4. Allotropy a me ka hana ʻāpana pili i ka hoʻoheheʻe ʻana

• a ↔ hoʻololi β: ʻElua mau hale aniani o ka titanium i ke kūlana paʻa: hexagonal pili kokoke (α-Ti) paʻa i ka wela haʻahaʻa a me ka cubic pili kino (β-Ti) paʻa ma luna o ka β-hoʻololi (~882 °C no ka Ti maʻemaʻe).
  ʻO kēia hoʻololi allotropic aia ma lalo o ka helu heheʻe akā pili i ka hana mechanical a me ka microstructural evolution i ka wā hoʻomehana a hoʻomaha..
• Nā hopena: ʻO ka loaʻa ʻana o nā ʻāpana α a me β ʻo ia ka nui o nā alloys titanium i hoʻolālā ʻia e hoʻohana i ka α, a+b, a i ʻole β kahua kahua no ka ikaika e pono ai, ʻo ka paʻakikī a me ka pane hoʻoponopono.
  Mālama ka β transus i nā puka makani forging/heat-treatment a hoʻololi i ke ʻano o ka hana ʻana o ka alloy i kona kokoke ʻana i ka hoʻoheheʻe ʻana i ka wā e hana ai e like me ka wili a me ka hoʻoheheʻe ʻana..

5. Pehea ka hoʻohuihui ʻana, nā haumia a me ke kaomi e pili ana i ka hoʻoheheʻe / solidification

• Alloys: ʻO ka hapa nui o nā ʻāpana titanium ʻenekinia he alloys (Ti-6al-4v, Ti-6Al-2Sn-4Zr-2Mo, etc.). Hōʻike kēia mau mea hoʻohui paʻa paʻa → wai nā wā wela; hoʻonui a hoʻohaʻahaʻa paha kekahi mau mea hoʻohui i ka wai a hoʻomāhuahua i ka pae maloʻo.
  Hoʻonui nā pae maloʻo ākea i ka hiki ke hōʻemi i nā hemahema a paʻakikī i ka hānai ʻana i ka wā paʻa.. E hoʻohana mau i ka ʻikepili solidus/liquidus alloy-specific no nā wahi hoʻonohonoho kaʻina.
• Interstitials & nā mea tramp: oxycongen, ʻAʻole maʻalahi ka nitrogen a me ka hydrogen i nā "mea hoʻololi i ka helu heheʻe" akā pili ikaika lākou i nā waiwai mechanical (Hoʻonui ka oxygen a me ka nitrogen i ka ikaika akā embrittle).
  Hoʻopili i nā mea haumia (Lia, AL, V, C, etc.) pili i ka hana ʻana a me ka hoʻoheheʻe ʻana. Hiki i nā mea hoʻoheheʻe haʻahaʻa liʻiliʻi ke hana i nā anomalies hoʻoheheʻe kūloko.
• Ka paipai: piʻi iki ka hoʻoheheʻe ʻana o ke kaomi kiʻekiʻe (pili Clapeyron). Hana ʻia ka hoʻoheheʻe ʻana o ka titanium ma kahi kokoke i ka lewa a i ʻole ma lalo o ke kinoea māmā/inert;
  hoʻopili i nā kaomi i ka paʻa (E.g., i ka hoolei kaomi ana) ʻaʻole e hoʻololi nui i ka wela hoʻoheheʻe kumu akā hiki ke hoʻololi i ka hoʻokumu ʻana o nā hemahema.

6. Nā pae hehee o nā huila Titanium maʻamau

Aia ma lalo kahi maʻemaʻe, e hōʻike ana i ka papa ʻenehana typical hehee (paʻa paʻa → wai) nā pae no nā mea hoʻohui titanium maʻamau.
ʻO nā waiwai nā pae maʻamau hoʻohana ʻia no ka hoʻolālā kaʻina hana a me ka hoʻohālikelike hoʻohālikelike - hōʻoia mau me ka palapala hōʻoia o ka mea hoʻolako huila a i ʻole me ka nānā wela (Dsc / hoʻoluʻu-piʻi) no ka hoʻoheheʻe ʻana/ka hoʻoheheʻe ʻana o kahi pūʻulu.

7. ʻO ka hoʻoheheʻe ʻoihana a me nā ʻano hoʻoheheʻe no ka titanium

No ka mea, he mea kemika ka titanium i nā wela kiʻekiʻe, ʻO kona hoʻoheheʻe ʻana a me ka hoʻoheheʻe ʻana e koi i nā ʻenehana kūikawā a me nā lewa e pale aku ai i ka haumia a me ka embrittlement..

Nā ʻano hana maʻamau

• Hoʻoheheʻe ʻia ʻo Vacuum Arc (ʻO kā mākou): E hoʻoheheʻe ʻia ka electrode ma lalo o ka ʻūhā; hoʻohana nui ʻia e hoʻomaʻemaʻe i ka kemika a wehe i nā inclusions i nā ingots kiʻekiʻe.
• ʻO ka lāleʻa uila (Eb) Hoʻomālamalama: hana ʻia ma lalo o ka maloʻo kiʻekiʻe; hāʻawi i nā mea hoʻoheheʻe maʻemaʻe loa a hoʻohana ʻia no nā ingots maʻemaʻe kiʻekiʻe a me ka hana ʻana i nā meaʻai meaʻai hoʻohui..
• Hoʻoheheʻe Plasma Arc / ʻO ke kapuahi plasma: hoʻohana ʻia nā ʻōnaehana plasma lewa a i ʻole ka hoʻomalu ʻia no ka hana ʻana a me ka reclamation.
• Hoʻoheheʻe iwi poʻo (ISM, hoʻoheheʻe iwi poʻo): hoʻohana i ke au i hoʻoheheʻe ʻia e hoʻoheheʻe i ka metala i loko o kahi hui keleawe hoʻoluʻu wai; he "poʻo" paʻa lahilahi o nā ʻano metala a pale i ka hoʻoheheʻe ʻana mai ka hoʻohaumia ʻana - pono no nā metala reactive me ka titanium..
• Heheʻe kapuaʻi anuanu / ʻO ka electrode EB a i ʻole VAR e hoʻohana ʻia no ka titanium sponge a me ka ʻōpala: ʻae i ka wehe ʻana i nā inclusions kiʻekiʻe a me ka hoʻomalu ʻana i nā mea tramp.
• Ka hana pauda (kinoea-atomization) no AM: no ka pauda metallurgy a me ka hana hoʻohui, hana ʻia ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka atomization kinoea i loko o nā lewa inert e hana i ka pōʻai, nā pauka haʻahaʻa-oxygen.
• Kāhaka kūʻai kūʻai: Pono i nā mole seramika (kū i ka 2000 ℃ +) a me ka titanium hehee ma 1700-1750 ℃. Hoʻonui ka helu heheʻe kiʻekiʻe i ke kumukūʻai mold a me ka manawa pōʻai, e kaupalena ana i ka hoolei ana i ka liilii, Nā'āpana paʻakikī.

No ke aha e hoʻokuʻu ai i nā lewa?

• Hoʻopili wikiwiki ka Titanium me ka oxygen, naikokene a me ka hydrogen ma ka wela kiekie; ʻO kēlā mau hopena e hoʻopuka i ka oxygen / nitrogen-stabilized phases (henia), pepehi, a me ka haumia nui.
  hehee iloko ʻeleu a i ʻole argon maʻemaʻe kiʻekiʻe pale i kēia mau hopena a mālama i nā waiwai mechanical.

8. Hoʻoponopono i nā pilikia a me ka hoʻohaʻahaʻa

ʻO ka hana hou a me ka haumia

• Oxidation a me ka nitridation: i ka hoʻoheheʻe ʻana o ka titanium i ka mānoanoa, nā oxide a me nā nitrides; ʻO kēia mau pūhui e hoʻemi i ka ductility a hoʻonui i ka helu hoʻokomo.
  Miomi: hehee ma lalo o ke kinoea maloʻo/inert; e hoʻohana i ka hoʻoheheʻe iwi poʻo a i ʻole nā ​​mea pale i nā kaʻina hana kūikawā.
• Hoʻopaʻa i ka hydrogen: ke kumu o ka porosity a me ka embrittlement (hydride hana). Miomi: mea hoʻoili maloʻo, ʻO ka hycuum menking, a me ka hoomalu ana i ka lewa umu.
• ʻO nā mea tramp (Lia, Cu, AL, etc.): Hiki i ka ʻōpala i hoʻomalu ʻole ʻia ke hoʻokomo i nā mea e hana ai i nā intermetallic brittle a i ʻole e hoʻololi i ka pae hoʻoheheʻe - e hoʻohana i ka mana ʻōpala a me nā loiloi loiloi. (Poina).

Nā pilikia palekana

• Ke ahi titanium hehee: Hiki ke hoʻoheheʻe ʻia ka titanium hehee me ka oxygen a hiki ke puhi; hiki i ka pili wai ke hana i ka mahu pahū.
  Pono ka hoʻomaʻamaʻa kūikawā a me nā kaʻina hana koʻikoʻi no ka lawelawe ʻana, ka ninini a me ka pane pilikia.
• Pahū lepo: ʻO ka pauka titanium he pyrophoric; ʻO ka lawelawe ʻana i nā pauka metala pono nā lako pahū, hoʻopaʻa ʻia, a me PPE kiko'ī.
• ʻO nā pōʻino hū: Hiki i ka hana wela kiʻekiʻe ke hoʻololi i nā uahi pōʻino (oxide a me nā mahu mea hoʻohuihui); hoʻohana i ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka nānā ʻana i ke kinoea.

9. Ana a me ka maikai-ka hoomalu ana i ka hehee a me ka solidification

• ʻIke wela (DSC/DTA): ʻO ka ʻokoʻa ka nānā ʻana i ka calorimetry a me ka hoʻopaʻa ʻana i ka wela e ana i ka solidus a me ka wai o nā alloys pololei a kākoʻo i ka mana o ka hoʻoheheʻe ʻana a me ka hoʻoheheʻe ʻana..
• Pyrometry & thermocouple: hoʻohana i nā mea ʻike kūpono; pololei no ka emissivity a me ka oxides ili ke hoʻohana i nā pyrometer. Pono e pale ʻia nā Thermocouple (pale lima lima) a hoʻoponopono ʻia.
• ʻO ka loiloi Chemical: Poina (ʻike hoʻoheheʻe ʻia) a me LECO/O/N/H nā mea anaana he mea nui e hahai i ka oxygen, naikokene a me ka hydrogen a me ke kemika holoʻokoʻa.
• ʻO ka hōʻike hoʻokaumahaʻole: X-ray, kani ultrasonic a me ka metallography e nānā i nā inclusions, porosity a me ka hoʻokaʻawale.
  No nā māhele koʻikoʻi, ʻO ka microstructure a me ka hoʻāʻo mechanical e hahai i nā kūlana (Hosm, Amp, Iso).
• Ke kaʻina hana: e hoʻopaʻa i nā pae o ka umu, hoohehee wela profiles, ka mana hoʻokomo a me ka maʻemaʻe argon e mālama i ka traceability a me ka hana hou.

10. Hoʻohālikelike Hoʻohālikelike me nā Metala ʻē aʻe a me nā Alloys

ʻO ka ʻikepili he mau waiwai waiwai kūpono no ka hoʻohālikelike ʻenehana a me ke koho kaʻina hana.

11. Nā hopena kūpono no ka hoʻolālā, hana a hana hou

• Hoʻolālā: ʻO ka helu hoʻoheheʻe e hoʻonoho i ka titanium i nā hana hoʻolālā kiʻekiʻe, akā, pono e helu ka hoʻolālā i nā koina a me nā palena hoʻohui (welding vs mechanical fastening).
• Ka hoʻoiliʻana: hoʻomālamalama, Kauhi, ʻO ka hana wiliwili a me ka hana hoʻohui e pono ai nā ea i hoʻomalu ʻia a me ka mālama pono ʻana i nā mea.
  No nā ʻāpana hoʻolei, Hoʻohana ʻia ka hoʻolei ʻana i ka hoʻolilo ʻana a i ʻole ka hoʻolei centrifugal i ka lewa inert inā pono.
• Hōʻano hou: He mea maʻalahi ka hana hou ʻana o ka titanium akā pono ka hoʻokaʻawale ʻana a me ka hana hou ʻana (ʻO kā mākou, Eb) e hoʻoneʻe i nā mea tramp a mālama i nā pae o ka oxygen/nitrogen.

12. Hopena

Ka helu hehee o ka titanium (1668.0 ° C (≈ 1941.15 K, 3034.4 ° F) no ka titanium maʻemaʻe) He waiwai kumu ia i hoʻokumu ʻia i loko o kona ʻano atomika a me ka hoʻopaʻa metala ikaika, e hoʻolālā ana i kāna hana ma ke ʻano he ʻenehana hana kiʻekiʻe.

ʻO Menu ka hoʻomaʻemaʻe, nā mea'ē aʻe, a hoʻololi ke kaomi i kona ʻano heheʻe, hiki i ka hoʻolālā ʻana o nā alloys titanium i hoʻopili ʻia i nā noi like ʻole - mai nā mea lapaʻau biocompatible i nā ʻāpana aerospace kiʻekiʻe..

ʻOiai ʻo ka helu hoʻoheheʻe kiʻekiʻe o ka titanium ke kau nei i nā pilikia hoʻoponopono (e koi ana i nā ʻenehana hoʻoheheʻe kūikawā a me ka wiliwili), hiki iā ia ke lawelawe i nā wahi metala māmā (aluminum, Magnesum) hāʻule.

Ke ana helu hehee pololei (ma o DSC, uila uila, a i ʻole nā ​​ʻano hana pale uila) a he mea koʻikoʻi ka ʻike maopopo ʻana i nā mea e hoʻopili ai no ka hoʻomaikaʻi ʻana i ka hana titanium, hōʻoia i ka pono o nā mea, a me ka hoʻonui ʻana i ka hana.

 

FaqS

Hiki ke hoʻololi nui i ka helu heheʻe o titanium?

ʻAe. Hōʻike ʻia nā alloys Titanium nā pae paʻa/wai ma mua o kahi helu heheʻe hoʻokahi.

Hoʻoheheʻe iki kekahi mau ʻāpana ma lalo a ma luna paha o ka mea ma muli o ka haku mele ʻana. E hoʻohana i ka ʻikepili pili i ka alloy no ka hana ʻana.

ʻO ka titanium magnetic?

ʻAʻole. ʻAʻole ferromagnetic ka titanium maʻemaʻe a me nā alloys titanium maʻamau; He paramagnetic nāwaliwali lākou (haʻahaʻa haʻahaʻa maikaʻi loa), no laila, ʻaʻole wale lākou i huki ʻia i kahi māla magnetic.

Hana ʻia ka titanium rust?

ʻAʻole - ʻaʻole "rust" ka titanium ma ke ʻano o ka hao-oxide. Kū'ē ka Titanium i ka ʻinoʻino no ka mea hiki koke ke hana i kahi lahilahi, haohao, titanium-oxide ho'ōla ponoi (Tiio) kiʻiʻoniʻoni passive e pale ana i ka metala mai ka hoʻomake hou ʻana.

No ke aha e hoʻoheheʻe ʻia ai ka titanium i loko o ke kinoea inert?

No ka mea, hoʻoheheʻe ikaika ka titanium me ka oxygen, nitrogen a me ka hydrogen. Hoʻokumu kēlā mau hopena i nā pūhui brittle a me nā inclusions e hoʻohaʻahaʻa i nā waiwai mechanical.

He aha nā ʻano hoʻoheheʻe i makemake ʻia no ka titanium aerospace-grade?

Hoʻokumu pinepine ʻia ka titanium aerospace kiʻekiʻe e ʻO kā mākou (hoʻoheheʻe ʻia ʻana o ka pahu hau) Oole Eb (uila uila) hoʻomālamalama e hoʻomalu i ka kemika a me nā hoʻokomo.

No ka hana hoʻohui meaʻai meaʻai, He mea maʻamau ka hoʻoheheʻe ʻana o EB a me ka atomization kinoea i nā lewa i hoʻomalu ʻia.

Pehea ka nui o ka ikehu e hoohehee ai i ka titanium?

ʻO kahi manaʻo kuhi koʻikoʻi (kūpono, ʻaʻohe poho) oe ≈1.15 MJ no ke kilo e wela 1 kg mai 25 °C i ka wai ma 1668 ° C (e hoʻohana ana i ka cp ≈ 520 J·kg⁻¹·K⁻¹ a me ka wela huna ≈ 297 kJ·kg⁻¹).

ʻOi aku ka kiʻekiʻe o ka ikehu maoli ma muli o nā poho a me nā lako pono ʻole.