تطوير وتطبيق سبائك التيتانيوم: الابتكارات من ارتفاع درجة الحرارة إلى المواد الطبية

أصبحت سبيكة التيتانيوم ، بخصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة ، مادة لا غنى عنها في العديد من المجالات مثل الطيران والفضاء والسيارات والكيميائية والطبية. من سبائك التيتانيوم المرتفعة في درجات الحرارة العالية إلى سبائك التيتانيوم الطبية اليوم ، يستمر تطوير وتطبيق سبائك التيتانيوم في إحداث اختراقات جديدة. 1. اختراقات في سبائك التيتانيوم عالية درجة الحرارة

أول سبيكة من التيتانيوم ذات درجات حرارة عالية في العالم هي Ti-6AL-4V ، والتي يمكن استخدامها في درجات حرارة تصل إلى 300-350 ℃. بعد ذلك ، مع تقدم التكنولوجيا ، تم إدخال سبائك التيتانيوم ارتفاع درجة الحرارة ، مثل IMI550 و BT3-1 وسبائك أخرى باستخدام درجة حرارة تصل إلى 400 ℃ ، في حين يمكن أن تكون IMI679 و IMI685 و TI-6246 و TI-6242 وغيرها من السبائك يمكن أن تكون في درجة الحرارة المرتفعة 450-500 ℃ عالية وعمل مستقر. في الوقت الحاضر ، تشمل سبائك التيتانيوم الجديدة ذات درجات الحرارة العالية التي تم تطبيقها على محركات الطائرات IMI829 و IMI834 من سبائك المملكة المتحدة وسبائك TI-1100 للولايات المتحدة ، وسبائك BT18Y و BT36 في روسيا.

من أجل تحسين استخدام درجة حرارة سبيكة التيتانيوم ، تستخدم الدول الأجنبية بنشاط تقنية التصلب السريع / المسحوق المعدني ، مواد مركبة للألياف أو الجسيمات وغيرها من التقنيات الجديدة لتطوير سبائك التيتانيوم التي يمكن أن تعمل في درجات حرارة عالية أعلى من 650 ℃. على سبيل المثال ، استخدمت شركة McDonnell Douglas الأمريكية تقنية التصلب السريع / المعادن للمسحوق لتطوير سبيكة من التيتانيوم عالية الكثافة بنجاح ، في 760 ℃ لا يزال بإمكانها الحفاظ على قوة ممتازة.

ثانياً ، صعود سبيكة التيتانيوم القائمة على التيتانيوم.

سبائك التيتانيوم المستندة إلى مركبة الألومنيوم من التيتانيوم ، مثل مركبات Ti3al (α2) و Tial (γ) بين المركبتين ، مع أداء درجات الحرارة العالية ، ومقاومة الأكسدة ، ومقاومة الزحف والوزن الخفيف ، وما إلى ذلك ، لتصبح مستقبل مهندس الهواء ومقاومة الهباء المكونات الهيكلية للطائرات المواد التنافسية. حاليًا ، هناك سبائك التيتانيوم القائمة على Ti3al مثل Ti-21NB-4AL و Ti-24Al-14NB-#V-0.5MO ، والتي بدأت الإنتاج الضخم في الولايات المتحدة. وسبائك التيتانيوم المستندة إلى Tial (γ) ، مثل tal- (1-10) M (في. ٪) ، تلقى أيضًا اهتمامًا واسعًا بسبب خصائصها الفريدة. يوفر Yesino شريط التيتانيوم ، ورقة التيتانيوم ، لوحة التيتانيوم ، تزوير التيتانيوم وغيرها من منتجات التيتانيوم.

ثالثًا ، تطور سبيكة التيتانيوم من النوع

تتميز سبائك التيتانيوم من النوع بأداء معالجة بارد وساخن جيد ، وسهولة التزوير ، والتدحرج واللحام ، وهي مواد مهمة في الفضاء والسيارات وغيرها من الحقول. تشمل سبائك التيتانيوم من النوع التمثيلي TI1023 ، TI153 ، β21s ، إلخ. ليس فقط خصائص ميكانيكية ممتازة ومقاومة بيئية ، ولكن لها أيضًا قوة عالية ، صلابة عالية وخصائص أخرى.

رابعًا ، ابتكار سبيكة التيتانيوم الطبية

التيتانيوم غير سامة وخفيفة الوزن وعالية القوة ولديه توافق حيوي ممتاز ، وهو مادة معدنية مثالية للاستخدام الطبي. في الوقت الحاضر ، تستخدم سبيكة TI-6AL-4V ELI على نطاق واسع في المجال الطبي ، لكن هطول الأمطار المحتمل لأيونات الفاناديوم والألومنيوم على جسم الإنسان قد يسبب ضررًا قد أثار قلق مهنة الطب. لهذا السبب ، يتم تطوير سبائك التيتانيوم خالية من الألومنيوم وخالية من الفاناديوم وتوافق حيوياً. على سبيل المثال ، طورت اليابان سلسلة من سبائك التيتانيوم α + β وسبائك التيتانيوم مع توافق حيوي ممتازة ، والتي من المتوقع أن تحل محل سبائك Ti-6AL-4V ELI في المستقبل وتصبح المواد الرئيسية للزرع الطبية.